מד הכוח EBike: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

לאחרונה הפכתי אופני הרים לאופניים חשמליים. ההמרה עברה בצורה חלקה יחסית, כך שבסיום הפרויקט זינקתי ויצאתי להפלגה. שמתי את עיני על מחוון הטעינה של הסוללה, לא יודע עד לאן לצפות שהאופניים יפעלו על הסוללה. בערך בזמן שמד ההספק הראה לי 80% שהרגשתי די טוב, כיוון שעברתי כברת דרך ארוכה, נקעתי לעצירה עם סוללה מתה. שיחה לא מרוצה ליצרן הביאה למילים כמו "אה, מחוון הסוללה ממש לא טוב להרבה - הטכנולוגיה פשוט עדיין לא שם". הייתי צריך יותר טוב מזה.

רציתי לדעת איזה הילוך נותן לי את היעילות הטובה ביותר, כמה עולה רוח הרוח בקיבולת הסוללה, איזו רמת הספק מספקת הכי הרבה מיילים, האם זה באמת עוזר לדווש, אם כן, כמה? בקיצור, רציתי לדעת אם הסוללה שלי תחזיר אותי הביתה. די קריטי, דונצ'ה חושב?

הפרויקט הזה הוא תוצאה של הנסיעה הארוכה שלי המונעת על ידי דוושה הביתה. בעצם המודול הקטן הזה יושב בין הסוללה לבין כניסת אספקת החשמל האלקטרונית כדי לעקוב אחר זרם ומתח הסוללה. בנוסף, חיישן מהירות גלגל מספק מידע על מהירות. עם מערך נתוני חיישן זה, הערכים הבאים מחושבים ומוצגים:

• יעילות מיידית - נמדדת בקילומטרים לכל אמפר שעה של צריכת סוללה
• יעילות ממוצעת - מאז שהטיול הזה התחיל, קמ"ש
• המספר הכולל של AmpHours בשימוש מאז הטעינה האחרונה
• זרם סוללה
• מתח הסוללה

שלב 1: נתונים חשובים

היעילות המיידית עונה על כל השאלות שלי על איך לצמצם את צריכת הסוללה שלי. אני יכול לראות את ההשפעה של לדווש חזק יותר, להוסיף עוד כוח אלקטרוני, להחליף הילוכים או להילחם ברוח. היעילות הממוצעת לטיול הנוכחי (מאז ההפעלה) יכולה לעזור לי לאמוד את העוצמה המשוערת שיידרש כדי לחזור הביתה.

המספר הכולל של AmpHours המשמש מאז נתון הטעינה האחרון הוא קריטי בכדי להגיע הביתה. אני יודע שהסוללה שלי (אמורה להיות) 10 AH, אז כל מה שאני צריך לעשות זה להפחית נפשית את הנתון המוצג מ -10 כדי לדעת את יכולתי שנותרה. (לא עשיתי זאת בתוכנה כדי להראות שה- AH נשאר כך שהמערכת תעבוד עם כל סוללה בגודל ואני לא באמת מאמין שהסוללה שלי היא 10 AH.)

צריכת הסוללה של הסוללה מעניינת מכיוון שהיא יכולה להראות עד כמה המנוע עובד. לפעמים טיפוס תלול קצר או מתיחה חולית יכולים להפחית במהירות את הסוללה. תגלו שלפעמים עדיף לרדת ולדחוף את האופניים שלכם במעלה תלולה מאשר להגיע לאותה ידית מצערת מפתה.

מתח הסוללה הוא אינדיקטור גיבוי למצב הסוללה. סוללת 14 התאים שלי תתרוקן כמעט לחלוטין כאשר המתח יגיע ל -44 וולט. מתחת ל -42 וולט, אני מסתכן בנזק לתאים.

כמו כן מוצגת תמונה של הצג שלי המותקן מתחת לתצוגה הסטנדרטית של Bafang C961 המגיעה עם מערכת המנועים BBSHD. שים לב כי ה- C961 מרגיע אותי בשמחה שיש לי סוללה מלאה בעוד שלמעשה הסוללה התרוקנה ב -41% (4.1 AH מסוללה של 10 AH).

שלב 2: חסימת תרשים וסכימה

תרשים בלוקים של המערכת מראה שניתן להשתמש במד הכוח של eBike עם כל מערכת סוללה / eBike. יש צורך בהוספת חיישן מהירות אופניים סטנדרטי.

תרשים בלוקים מפורט יותר ממחיש את בלוקי המפתח המורכבים ממד הספק eBike. LCD 1602 2x16 תווים כולל לוח ממשק PCF8574 I2C.

המעגל מאוד פשוט. רוב הנגדים והקבלים הם 0805 לנוחות הטיפול והלחמה. יש לבחור את ממיר DC-DC buck כדי לעמוד בפלט הסוללה של 60 וולט. הפלט של 6.5 וולט נבחר לחרוג ממתח הנשירה של הרגולטור 5 וולט המשולב ב- Arduino Pro Micro. ל- LMV321 יש תפוקת מסילה עד רכבת. הרווח של מעגל החיישנים הנוכחי (16.7) נבחר כך ש -30 אמפר דרך הנגד החוש הנוכחי.01 אוהם יפיק 5 וולט. יש לדרג את הנגד החוש הנוכחי למקסימום של 9 וואט ב -30 אמפר, אולם מתוך מחשבה שלא אשתמש בכוח כה רב (1.5 קילוואט), בחרתי בנגד של 2 וואט המדורג בכ- 14 אמפר (750 וואט הספק מנוע).

שלב 3: PCB

פריסת ה- PCB נעשתה כדי למזער את גודל הפרויקט. אספקת מיתוג DC-DC נמצאת בחלקו העליון של הלוח. מגבר הזרם האנלוגי נמצא בתחתית. לאחר ההרכבה, הלוח שהושלם יתחבר ל- Arduino Pro Micro עם חמישה לידים מוצקים (RAW, VCC, GND, A2, A3) שנחתכו מנגדי חורים. חיישן הגלגל המגנטי מחובר ישירות לסיכת הארדואינו "7" (המסומנת כך) ולקרקע. הלחמה זנב קצר ומחבר 2 פינים לחיבור לחיישן המהירות. הוסף זנב נוסף למחבר בעל 4 פינים עבור ה- LCD.

לוח הממשק LCD ו- I2C מותקנים במארז הפלסטיק ומחוברים לכידון (השתמשתי בדבק חם).

הלוח זמין מ- OshPark.com - למעשה אתה מקבל 3 לוחות בפחות מ -4 $ כולל משלוח. החבר'ה האלה הם הגדולים ביותר!

הערות צדדיות קצרות - השתמשתי ב- DipTrace ללכידה ופריסה סכמטית. לפני מספר שנים ניסיתי את כל חבילות הלכידה הסכימטיות / פריסות ה- PCB הזמינות והמקובלות ב- DipTrace. בשנה שעברה עשיתי סקר דומה והגעתי למסקנה שמבחינתי DipTrace היה המנצח.

שנית, כיוון ההרכבה של חיישן הגלגלים חשוב. ציר החיישן חייב להיות בניצב לנתיב המגנט כשהוא עובר ליד החיישן, אחרת תקבל דופק כפול. אלטרנטיבה היא הרכבת החיישן כך שהקצה יפנה לכיוון המגנט.

לבסוף, בהיותו מתג מכני, החיישן מצלצל במשך יותר מ 100 ארה ב.

שלב 4: תוכנה

הפרויקט משתמש ב- Arduino Pro Micro עם מעבד ATmega32U4. למיקרו -בקר זה יש כמה משאבים נוספים מאשר מעבד ה- Arduino ATmega328P הנפוץ יותר. יש להתקין את Arduino IDE (מערכת פיתוח משולבת). הגדר את IDE עבור TOOLS | לוח | ליאונרדו. אם אינכם מכירים את סביבת הארדואינו, אנא אל תתנו לזה להרתיע אתכם. המהנדסים בארדואינו ומשפחת התורמים העולמית יצרו מערכת פיתוח מיקרו-בקר קלה לשימוש. כמות עצומה של קוד שנבדק מראש זמינה לזרז כל פרויקט. פרויקט זה משתמש במספר ספריות שנכתבו על ידי תורמים; גישה EEPROM, תקשורת I2C ושליטה והדפסה LCD.

סביר להניח שתצטרך לערוך את הקוד כדי לשנות, למשל, את קוטר הגלגל. תצטרף!

הקוד פשוט יחסית, אך לא פשוט. כנראה שייקח זמן להבין את הגישה שלי. חיישן הגלגל מונע מפסק. מסיר חיישן הגלגלים משתמש בהפרעה נוספת מטיימר. הפרעה תקופתית שלישית מהווה בסיס למתזמן משימות.

בדיקת ספסלים היא קלה. השתמשתי באספקת חשמל של 24 וולט ובמחולל אותות כדי לדמות את חיישן המהירות.

הקוד כולל אזהרה קריטית של סוללה חלשה (תצוגה מהבהבת), הערות תיאוריות ודוחות איתור באגים נדיבים.

שלב 5: עוטף הכל

הרפידה שכותרתה "MTR" עוברת לחיבור החיובי למעגל הבקרה המוטורי. הרפידה שכותרתה "BAT" עוברת לצד החיובי של הסוללה. מוליכי החזרה הם נפוצים ובצד הנגדי של ה- PWB.

לאחר שהכל נבדק, סגרו את המכלול בתוך כיווץ והתקנו אותו בין הסוללה לבקר המנוע שלכם.

שים לב שמחבר ה- USB ב- Arduino Pro Micro נשאר נגיש. המחבר הזה שביר למדי, ולכן חיזקתי אותו במריחה נדיבה של דבק חם.

אם תחליט לבנות אותו, צור קשר לקבלת התוכנה העדכנית ביותר.

כהערה אחרונה מצער שפרוטוקול התקשורת בין בקר המנוע של באפנג לקונסולת התצוגה אינו זמין מכיוון שהבקר "יודע" את כל הנתונים שמעגל החומרה הזה אוסף. בהתחשב בפרוטוקול, הפרויקט יהיה הרבה יותר פשוט ונקי.

שלב 6: מקורות

קבצי DipTrace - יהיה עליך להוריד ולהתקין את גרסת התוכנה החופשית של DipTrace ולאחר מכן לייבא את הסכימה והפריסה מקבצי.asc. קבצי Gerber כלולים בתיקיה נפרדת -

Arduino - הורד והתקן את הגירסה המתאימה של IDE -

מארז, "מארז קופסת פרוייקטים של פלסטיק אלקטרוניקה עשה זאת בעצמך 3.34" L x 1.96 "W x 0.83" H " -

LM5018-https://www.digikey.com/product-detail/en/texas-in…

LMV321 -

Inductor-https://www.digikey.com/product-detail/en/wurth-el…

LCD -

ממשק I2C -

Arduino Pro Micro -