Инструкция по эксплуатации на все электровелосипеды Elbike Galant

og og Обзоры

Начало движения

Вращение колеса с помощью мотора приходит в действие с помощью ручки газа. Чтобы привести в движение велосипед необходимо включить аккумулятор. В аккумулятор вставляется ключ, который имеет 3 положения : 1) среднее, при котором ключ легко вытаскивается – положение, когда велосипед не используется; 2) крайне правое, при котором ключ не вытаскивается и 3) крайне левое с небольшим продавливанием ключа – положение, при котором аккумулятор можно снять для последующей зарядки Для того, чтобы включить велосипед, нужно ключ в аккумуляторе повернуть до упора в крайне правое положение.

После этого включить дисплей на руле велосипеда, как указано ниже в описании органов управления – длительным нажатием кнопки включения. Далее переключить нижнюю красную кнопку под ручкой газа в положении «I» расположенную справа на руле. После этого ручка газа станет активной.

На дисплее будут индикаторы заряда. По мере уменьшения ресурса заряда аккумулятора, индикаторы будут по очереди гаснуть. Если ресурс зарядки Вашего аккумулятора закончился, произойдет автоматическое отключение зажигания, в целях сохранения работоспособности аккумулятора. Не стоит этого бояться. До дома можно доехать с применением собственных сил и уже по приезду зарядить аккумулятор.

– контроллер max-e, mini-e –

инструкции – на русском / и английском

Комплекты электроники состоят из:

1. Mini-E или Max-E контроллера:

2. 2,8” монохромного графического дисплея (в базе) 
Инструкция по эксплуатации на все электровелосипеды Elbike Galant
Основные характеристики контроллеров

    Синусное управление мотором 
    Компактные размеры 
    Встроенный ВаттМетер
    Дисплей, отображающий всю привычную статистическую и динимическую информацию  и позволяющий играть с настройками без подключения к компьютеру, PC-free так сказать.
    Полностью настраеваемый реген, а приспользовании нашей ручки газа, аналоговое управление мощностью регена 
    Антипробуксовочная система 
    Круиз-контроль 
    Возможность задавать необходимый пробег — контроллер будет сам расчитывать насколько ограничить мощность для преодаления заданного расстояния
    Полуавтоматический подбор комбинации фазных и холловых проводов – делается в ручную, но через дисплей, все что нужно сделать, это правильно подключить питание холлов, остальное происходит электрически 
    Защита мотора и конроллера от перегрева – термодатчик установлен в контроллере, который также имеет порт для подключения термодатчика, располагающегося в моторе, что позволяет мониторить температуру в нем и соотвествующим образом управлять вкачаваемой мощностью (сначала появляется сообщение на экране, что температура подбирается к критической отметке, затем контроллер ограничивает мощность пока температура не опустится до нужного уровня)
    Синусный, блочный и бессенсорный режимы работы (в последний конроллер переходит автоматически, в случае отказа холлов)
    Автоматическое отключение системы через заданное время
    Самодиагностика системы
    Интеграция с БМС — можно мониторить состояние батареи и каждой ячейки в отдельности, устанавливать напряжения верхней и нижней отсечки
    Возможность тонкой настройки контроллера:
    – коррекция углов холлов
    – настройка углов опережения 
    – и т.д.
    3 полностью настраиваемых (мощность, скорость, реген, макс. ускорение) мощностных профиля, переключение между которыми возможно нажатием одной кнопки
    Шина подключения дополнительных устройств (БМС, DC-DC преобразователя и второго контроллера для 2WD); несколько устройств могут подключаться одновременно.
    Возможность переключения режимов работы ручки газа – контролирует либо мощность, либо скорость. Калибровка линейности ручки и задание прогрессии отклика.
    Возможность подключения зарядного устройства к контроллеру (напряжение ЗУ должно быть более 12В и менее напряжения батареи). Опции заряда, в т.ч. установка зарядного тока. Требуется внешняя катушка индуктивности (опция).
    Возможность работы как мощный понижающий DC-DC преобразователь. Требуется внешняя катушка и конденсатор.
    Блокировка паролем настроек и/или полного доступа к контроллеру.
    Для скоростных моторов: развитие скорости до 70000 электрических RPM
    При эксплуатации контроллера на больших фазных токах напряжение питания не должно превышать 90v. На экстремальных токах напряжение с учетом просадки батареи не должно превышать 85v.
    Контроллер имеет базовую степень защиты IP54 (можно ездить в дождь). От струй воды (например, от мойки) защиты нет. Если нужна полная защита от струй воды – можно крышки контроллера и кабель-вводы обработать герметиком.
    Дисплей и разъемы (кроме разъемов силовых проводов) уже имеют защиту IP65, т.е. струй воды не боятся.

Инструкция по эксплуатации на все электровелосипеды Elbike Galant 

Официальные розничные цены комплекта (контроллер дисплей): Mini-e – 13950 руб. /
Max-e – 23950 руб. /
Краткая инфа: на русском

Основные характеристики БМС:
Предназначена для любого типа аккумуляторных батарей до 100В и 32S6P  БМС будет состоять из основной платы, к которой может быть присоединено до 8-ми вспомогательных плат каждая на 4S6P. Вспомогательные платы будут оснащены JSTXH коннекторами для упрощения коммутации  Li-Po аккумуляторов. На рисунке показаны три вспомогательные платы.
Инструкция по эксплуатации на все электровелосипеды Elbike Galant 
Возможность устанавливать напряжение верхней и нижней отсечки  
Может быть использована без контроллера, но с предустановленными настройками

Основные характеристики ручки газа:
Возможность аналогового управления регеном, либо вращением ручки в обратную сторону, либо нажатием правой ручки тормоза. Функция кик-даун для активации профиля максимальной мощности в экстренных ситуациях путем проворота ручки (будет ощутимая ступенька по усилию) 6 назначаемых кнопок
Основные характеристики DC-DC преобразователя:
Входное напряжение 20-100В /
Выходное напряжение 10-90В
Выходная сила тока 10-25 A в зависимости от входного напряжения  Выходное напряжение и ток настраиваются через дисплей   BMS состоит из основной платы и плат расширения. Плата расширения обслуживает 4 ячейки. Умеет балансировать и измерять напряжение каждой ячейки. Этих плат берется столько, сколько надо для контроля всех ячеек. Максимальная конфигурация – в опытных образцах 32S, но в официальной версии планируется больше.
При использовании контроллера пришли к выводу, что силовая часть в BMS не нужна – контроллер умеет заряжать батарею, так и входить в спячку (режим низкого энергопотребления). Поэтому сделали BMS модульной для возможности набирать требуемую конфигурацию и не переплачивать за ненужное.
Основная плата – плата с процессором, которой для работы нужен либо контроллер, либо силовая плата BMS (если нужно использовать BMS автономно, без контроллера).

Соответственно, работает с lipo, life и др. ячейками с напряжением ячейки от 2 до 5 вольт.

Связаться с нами можно по телефону: (495) 215-2878, в рабочие дни с 11 до 18:30 (поддержка и сервис) Можно позвонить просто из браузера
Мы находимся по адресу ул. Введенского, д.8 (ст.м. калужская или беляево) В случае проблем с начальной настройкой мы осуществляем первоначальную настройку mini-e и max-e контроллеров на Вашей технике. Для этого нужно позвонить нам, согласовать время визита и привезти Ваше ТС для настройки. Первоначальная настройка осуществляется бесплатно.

Базовый набор BMS состоит из платы, на которой есть главная плата и 7 плат расширения, 3 из которых отламываются.
Каждая плата расширения обслуживает до 4 ячеек. То есть, если Вам нужна BMS для батареи 16S, то Вам нужны 4 платы расширения. Если 17S – то нужно уже 5 плат расширения.

BMS занимается балансировкой ячеек, а также передает напряжения в контроллер. BMS питается от контроллера, поэтому балансирует она только когда контроллер включен.
Контроллер, на основе напряжений, полученных от BMS, управляет процессом заряда и разряда батареи. BMS не имеет силовой части и ничего не включает и не выключает.

Порядок настройки BMS.
1. Подключить BMS к контроллеру
2. Подключить батарею к платам расширения BMS.

3. Провести настройку конфигурации BMS
Для этого необходимо зайти в меню конфигурации BMS:

Меню -> BMS setup -> BMS enable =установить в “YES”.
Далее войти в Меню -> BMS setup -> BMS setup. Там осуществляются все настройки BMS.

Каждая плата расширения должна иметь свой номер. У новой BMS платы расширения нумеруются по порядку и имеют номера с 1 по 7.
В конфигурации BMS (Channel A config) необходимо указать, сколько ячеек какой модуль расширения обслуживает. Модуль расширения может быть либо отключен (0 ячеек), либо опрашивать 2,3 или 4 ячейки. Опрашивать 1 ячейку модуль расширения не может. Поэтому если у Вас на последний модуль расширения приходится одна ячейка, то с предпоследней платы берется еще одна ячейка и получается конфигурация 3 ячейки на предпоследней плате и 2 на последней.

4. Провести настройку типа батареи
В меню “Cell V config” установите нужный тип батареи (lipo, life). При выборе типа батареи подставляются типовые напряжения заряда-разряда-балансировки. При необходимости эти напржения можно изменить.

5. Проверка работы BMS и мониторинг напряжений.
Напряжения можно посмотреть как в виде цифр, так и графика.
При подключении график напряжений становится доступен при нажатии “вправо” с главного экрана.
Для просмотра напряжений в цифрах нужно зайти в  Меню -> BMS setup -> BMS setup -> Battery monitor
Стрелками можно листать платы расширения (влево-вправо) и каналы (вверх-вниз).

6. Cell V calibration позволяет самостоятельно провести подстройку для более точного измерения плат расширения. Обычно в этом нет необходимости, т.к. при изготовлении каждый модуль калибруется.
Для подстройки Вам необходимо иметь точный вольтметр.

7. BMS status
Отображает текущий статус батареи (разряжена, заряжена, балансируется и т.д.)

8. Call board config
Позволяет изменить адрес платы расширения.
Для изменения адреса необходимо подключить к каналу A только одну плату расширения (все остальные платы расширения достаточно обесточить, т.е. отключить от них батарею). После этого можно изменять адрес подключенной платы расширения, следуя подсказкам на экране.

BMS имеет два канала: channel A (канал, который подключен ко всем платам расширения BMS), и канал B, выведенный на контактные площадки.
Дополнительные платы расширения можно подключать как к каналу A, так и к B, но необходимо следить, чтобы адреса плат на одном канале не дублировались.
То есть, если у Вас есть дополнительная плата с адресом 1, то ее можно подключить к пустому каналу B, а к каналу A ее можно подключить только если на нем нет платы с адресом 1. Нумерация плат начинается от шнурка.

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.

Дальность пробега и режимы движения

Дальность пробега электровелосипеда величина не постоянная, она колеблется от 35 до 65 км пробега на электромоторе без помощи педалями и до 100 км при активной помощи педалями в зависимости от модели электровелосипеда. На величину пробега влияет общая масса (вес велосипеда, вес седока, вес перевозимого на багажнике груза), тип дорожного покрытия (асфальт, бетон, гравий, щебень и т.д.), рельеф местности (в гору, под гору, равнина), скорость и направление ветра относительно направления движения (встречный ветер или, наоборот, попутный), температура атмосферного воздуха (в холодную погоду емкость аккумулятора уменьшается), величина зарядки аккумулятора, манера вождения (например, быстрота старта, интенсивность торможения и т.д.), давление в шинах и прочее. Просьба принимать к сведению эту информацию при поездках.

При смешанном цикле (работает мотор, и Вы интенсивно крутите педали) можно развить скорость, большую, чем та, которая указана в паспорте для Вашей модели (до 28 км/час).

Осмотр перед поездкой 

Важное: перед тем как сесть на электровелосипед, убедитесь, что вы ознакомились с правилами управления. Ручка управления двигателем вращается по направлению к тому, кто управляет электровелосипедом. Поворачивая ручку, вы приводите в действие мотор. Чем больше угол поворота ручки, тем больше скорость.

Что нужно проверить перед тем, как сесть на электровелосипед:

  • Крепление руля / давление в шинах / натяжение в цепи
  • Износ тормозных колодок, при необходимости замените их.
  • Регулировку тормозных механизмов / механизм переключения скоростей
  • Плотность фиксации эксцентриковых зажимов / легкость вращения педалей
  • Индикатор мощности / крепление сиденья
  • Состояние батареи по индикаторам зарядного устройства и электровелосипеда. 

При движении в гору рекомендуется помогать педалями, это снижает чрезмерную нагрузку на аккумулятор.                               

Зарядка

После поездки аккумулятору требуется зарядка. Ознакомьтесь со следующей инструкцией.

Внимание: Для зарядки аккумулятора используйте, пожалуйста, только зарядное устройство, поставляемое вместе с электровелосипедом.

Для зарядки аккумулятора необходимо подключить зарядное устройство к аккумулятору велосипеда, расположенного рядом с ручкой батареи, только после этого можно включить его в розетку. После окончания зарядки зарядное устройство рекомендуется выключить.

Световые индикаторы зарядного устройства:

На зарядном устройстве расположены один или два светодиода (зависит от партии). При подключении зарядного устройства к разряженной аккумуляторной батарее светодиод на зарядном устройстве загорится красным цветом. После того, как аккумулятор зарядится полностью, светодиод загорится зеленым цветом.

Важно!

  • Проверьте, чтобы напряжение сети было 220/240V. Никогда не включайте зарядное устройство в сеть с другим напряжением.
  • Не роняйте зарядное устройство, это может привести к повреждению чувствительной электроники, находящейся внутри.
  • Заряжайте батарею перед каждой поездкой, вне зависимости от ее дальности. Это поможет продлить срок службы аккумулятора.
  • Помните, что заряжая электровелосипед каждый раз, когда вы его используете, вы продливаете срок службы батареи. Не оставляйте аккумулятор разряженным на долгое время, это может привести к его выходу из строя. Заряжайте аккумулятор только в прохладном, хорошо вентилируемом помещении. Никогда не накрывайте его.
  • Никогда не разбирайте зарядное устройство и не меняйте его настроек. Первые три зарядки аккумуляторной батареи должны производиться не менее 12 часов.
  • Если АКБ хранится долгое время без эксплуатации – её необходимо заряжать наполовину необходимого статуса (используя зарядное устройство, заряжайте АКБ 2-3 часа).
  • АКБ необходимо подзаряжать каждые два месяца по 2-3 часа, даже если она не эксплуатируется.

Система помощи педалированию – функция включения электродвигателя велосипеда во время вращения педалей велосипедистом. Как только вращение педалей прекращается,  двигатель через 1-2 секунды отключается. Подключение двигателя может производиться на 3 уровнях мощности. Выбор желаемой мощности производится кнопкой S или S-

Хранение и транспортировка АКБ

Хранить аккумуляторную батарею и зарядное устройство необходимо раздельно друг от друга в чистом, сухом и проветриваемом месте вдалеке от источника огня и тепла при температуре окружающей среды от 5 до 25С и влажности воздуха от 40 – 60 %. Избегайте контакта с влагой.

При транспортировке АКБ должна быть упакована в коробку и не должна подвергаться ударам, вибрациям и находиться под прессом. Упакованную АКБ можно перевозить в любых транспортных средствах, таких как автомобиль, самолет и т.д.

Обслуживание

Мойте электровелосипед химически нейтральными моющими средствами (например, автомобильными шампунями) и протирайте сухой тканью. Используйте спрейсмазки для смазки цепи, тросов управления тормозами, тросов управления механизмом изменения передачи, суппорта заднего колеса, эксцентриковых механизмов зажима руля и переднего колеса.

При эксплуатации в режимах с высокой влажностью и частым попаданием воды на электровелосипед, рекомендуется чаще производить смазочные работы. Рекомендуется использовать защитное покрытие для защиты электрических контактов электровелосипеда. Запрещается смазывать колесные обода, тормозные колодки или диски во избежание попадания спрей-смазки на рабочие поверхности тормозных устройств.

Зимнее хранение аккумулятора. Зимнее хранение литий-ионной аккумуляторной батареи должно производиться в теплом, сухом помещении с температурой от 15 до 25 градусов и относительной влажности 40-60 %, отдельно от электровелосипеда. Если оставляете батарею на электровелосипеде, не забывайте выключить питание на пульте.

Когда не эксплуатируете велосипед длительное время, не давайте хранится аккумулятору в разряженном состоянии. Подзаряжайте его и поддерживайте уровень заряда всегда на уровне 50-60%.

Внимание: Использование нештатного зарядного устройства для зарядки литий-ионного аккумулятора НЕДОПУСТИМО!

 Управляющая ЖК панель на моделях мощностью 500W

1.Вкл/Выкл. дисплей: Длительное удержание средней кнопки – загорается экран

2.Переключение скоростей: Одиночное нажатиеS /S-меняет силу мощности  мотора .При значении 0 на дисплее мотор не активен. При значении 5 будет помогать максимально, давать самую высокую скорость. Значения от 1 до 5.  При значении 0 ручка газа, так же как и мотор не активна.

3.Вкл/Выкл.фары. При длительном нажатии кнопки  S будет включена фара и подсветка дисплея.

Управляющая LED панель на моделях 250W

Органы управления и индикаторы:

  1. Кнопка включения/выключения питания
  2. Кнопка включения головного света
  3. Индикаторы заряда батареи
  4. Индикаторы уровня мощности помощи педалированию
  5. Кнопка переключения скорости (мощности мотора)

Система помощи педалированию- функция включения электродвигателя велосипеда во время вращения педалей велосипедистом. Как только вращение педалей прекращается,  двигатель через 1-2 секунды отключается. Подключение двигателя может производиться на 3 уровнях мощности. Выбор желаемой мощности производится кнопкой 5

Функция 6км/ч – поддерживает скорость велосипеда 6 км/ч. Удобно при ходьбе рядом с велосипедом, например, в гору. Активируется длительным нажатием кнопки 2 во время покоя. Фиксируется  скорость 6км/ч.  Выключатся нажатием на ручку тормоза

Посмотреть все электровелосипеды Elbike

Elbike Galant , Elbike Galant VIP, Elbike Galant Big, Elbike Big VIP 

О производителе Elbike 

Делаем полную замену проводки электровелосипеда – весь процесс, включая распайку контроллера. часть 1

Привет друзья.

С ростом спроса на электровелосипеды появилось множество мастеров, предлагающих услуги по электрификации велосипедов. Однако далеко не всегда эти услуги являются достаточно качественными.

После приобретения электровелосипеда у одного из таких частников, его владелец довольно быстро заметил несоответствие реального запаса хода заявленному – велосипед проезжал в режиме помощи 40 км, а на ручке газа около 20. Хотя продавец озвучивал значения 60 и 30 км. Сразу вернуть велосипед продавцу было проблематично из-за удалённости – он приобретался в другом городе.

К началу следующего сезона велосипед и вовсе перестал работать – ручка газа то срабатывала, то нет. Попытки владельца разобраться самостоятельно ни к чему не привели.

Как выяснилось, проблема была в некачественной электропроводке, а именно – в окислившихся за зиму контактах.

Коротко про сам велосипед: это складной Stels с двигателем Bafang. Аккумулятор на 48 В установлен в сумке на багажнике. Кстати, его реальная ёмкость оказалась 9,8 Ач, а заявленная была 16 Ач.

Дисплей KT-LCD3 повредился при транспортировке, и владелец планирует заменить его самостоятельно. Слева на руле находятся кнопки включения света и сигнала.

Справа на руле – ручка газа куркового типа и пульт управления дисплеем. Ручки тормоза имеют встроенные датчики – кнопки.

На кабеле двигателя уже есть разъём, это нам немного упростит задачу, так как не придётся напаивать разъём на сам двигатель.

Контроллер рассчитан на работу с напряжением 36 В и 48 В, и на максимальный ток 25 А.

Снимаем крышку – здесь видны толстые фазные провода, идущие на двигатель (синий, зелёный и жёлтый) и входящие провода питания (красный и чёрный).

В месте входа проводов в уплотнитель с внутренней стороны контроллера нанесено немного термоклея, который, по идее, должен фиксировать провода от выдёргивания, но здесь он скорее для галочки, и легко снимается пинцетом.

Предварительно разрядив конденсаторы путём замыкания контактов питания контроллера, начинаем откручивать винты на боковой стенке – они прижимают силовые транзисторы к корпусу, обеспечивая тем самым их охлаждение.

Извлекаем плату контроллера из корпуса. В этой версии используется 9 силовых транзисторов – по 3 на каждую фазу двигателя.

Зарисовываем в блокноте все провода, входящие в плату контроллера – это поможет при впайке новых кабелей.

Также зарисовываем место впайки проводов с датчиков Холла, установленных в двигателе.

Теперь можно смело выпаивать провода и прочищать отверстия отсосом для припоя. Единственное, что я решил оставить – это DC-DC преобразователь для питания фары (справа).

Он в данном случае не используется, так как фара подключена параллельно питанию контроллера и включается с кнопке на руле. Но и удалять его особого смысла не имеет – вдруг кто-то решит им воспользоваться.

Новые провода впаиваем в соответствии с записями в блокноте, а около уплотнительной резинки надеваем на них нейлоновые стяжки, для защиты от выдёргивания.

Всего получилось 4 кабеля. Первый слева – интеграционный 8-пиновый Julet, включающий все провода, идущие на руль.

Второй – разъём питания XT60. Его пришлось отпаять и затем подпаять заново, чтобы надеть защитную стеклоармированную трубку, а сверху – термоусадку.

Третий – 3-пиновый Julet для подключения датчика PAS (педальный ассистент) и четвёртый – кабель двигателя Bafang.

Преимущество кабелей Julet и Bafang в их герметичности, высокой степени влагозащиты и, как следствие, надёжности.

Наносим термоклей со всех сторон проводов внутри контроллера, для дополнительной фиксации и герметизации. Возвращаем плату в корпус и закрепляем контроллер на велосипеде.

Для минимизации количества проводов будем использовать интеграционный кабель с разъёмами Julet. С одной стороны он подключается к контроллеру, а с другой у него разъём для дисплея (5-пиновый зелёный), датчиков тормоза, ручки газа (3-пиновые жёлтые) и фары (4-пиновый синий).

Подключаем его к контроллеру и прокладываем вдоль рамы до руля. Теперь можно оттолкнуться от конечной позиции разъёмов и определить длины проводов до органов управления на руле.

Снимаем крышку на ручке газа и видим датчик Холла. К нему идут провода: красный – плюс, чёрный – минус и зелёный – сигнал.

Отпаиваем провода и заменяем кабель на Julet. Сигнальным стал белый провод. Фиксируем для надёжности термоклеем и закрываем крышку.

На ручках тормоза установлен кнопочный датчик. При нажатии ручки замыкается два контакта, и по идее, было бы достаточно 2-пинового разъёма. Но так как на интеграционном кабеле у нас 3-пиновый разъём, мы будем использовать соответствующий ответный разъём.

Белый провод – сигнальный, а чёрный – “земля”, или GND. При замыкании этих двух проводов контроллер “понимает” что нажат тормоз, и отключает двигатель.

Третий провод (красный) просто изолируем и не будем использовать. Он необходим в случаях, когда на тормозах установлены датчики Холла.

Подпаяв провода, наносим на них термоклей, сверху надеваем термоусадочную трубку и греем феном. Клей вытесняет воздух и получается надёжное герметичное соединение, исключающее коррозию и последующее разрушение контактов.

Давайте взглянем на то, как была подключена светодиодная фара со встроенным сигналом. Разъём с чёрным и жёлтым проводом подключался к контроллеру, а внутри него – непосредственно к батарейному питанию. При этом оба длинных провода шли от руля до контроллера.

Не удержался и решил заглянуть внутрь фары. Чёрный провод – это “земля”, красный – сигнал (гудок) и зелёный – свет.

Внутри пульта всё совсем просто – две кнопки: красная с фиксацией для включения фары и зелёная – без фиксации, для сигнала.

В этот пост больше не влезает, так что пришлось разбить статью на 2 части. Публикую её сразу же следом. Часть 2.

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.

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

Регулировка переднего тормоза

Соберите механизм переднего тормоза. Если длины троса не хватает, или трос длиннее, чем нужно, ослабьте шестигранным ключом винт с шестигранным отверстием и установите приемлемую длину троса. При этом тормозные колодки должны всей поверхностью зажимать обод колеса при нажатии на рычаг переднего тормоза. Идеальным расстоянием между тормозными колодками и ободом колеса можно считать 1-2 мм.

Регулировка седла

Оптимальная высота седла соответствует длине полностью распрямленной в колене ноги, стоящей пяткой на педали в самом нижнем положении шатуна электровелосипеда. Все другие положения седла приводят к быстрой утомляемости или излишнему напряжению мышц при передвижении.

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.

Управление тормозами, переключением передач, ручкой изменения скорости

На правой рукоятке руля расположена ручка газа и рычаг заднего тормоза, а так же кнопка включения/выключения рукояти газа. При выключенной кнопке рукоять газа неактивна.

На левой рукоятке руля расположен рычаг переднего тормоза

Установка педалей

Нанесите небольшое количество смазки на резьбовые соединения перед установкой. Убедитесь в том, что вы точно определили левую и правую педали при помощи маркировки R (правая) или L (левая) на торце резьбовой части.

Правая педаль закручивается по часовой стрелке, а левая – против часовой стрелки. Используйте рожковый ключ на 15 мм. Для того, чтобы сложить педали, нажмите на педаль вдоль ее оси и сложите.

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.

Эксплутация аккумуляторной батареи

Источником энергии для электромотора служит литиевая аккумуляторная батарея. Возможно использование нескольких режимов работы: помощь в движении при вращении педалей, движение только за счет вращения педалей и движение только от аккумулятора с управлением ручкой газа (как у мотоцикла).

Предлагаемое изделие развивает достаточную движущую силу, однако в начале движения с места, особенно на подъеме, рекомендуется помогать педалями.

Перед началом эксплуатации электровелосипеда зарядите аккумулятор полностью, даже если при нажатии на кнопку состояния аккумулятора индикатор показывает полную зарядку.

Если необходимо снять аккумулятор с электровелосипеда – выключите его, затем: Вставьте ключ в замок, расположенный в левой части аккумулятора. Поверните ключ против часовой стрелки одновременно утапливая его. После чего – вытащите аккумулятор из багажника.

Оцените статью
Huawei Devices
Добавить комментарий