EBike võimsusmõõtur: 6 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Hiljuti muutsin mägiratta elektriliseks. Konverteerimine läks suhteliselt ladusalt, nii et pärast projekti lõpetamist hüppasin edasi ja asusin raputama. Hoidsin silma peal aku laetuse indikaatoril, teadmata, kui kaugele oodata jalgratta akuga töötamist. Umbes sel ajal, kui võimsusmõõtur näitas 80%, tundis ma end päris hästi, kuna olin palju teed läinud, maandusin tühja akuga. Õnnetu kõne tootjale tõi kaasa sellised sõnad nagu "Oh, aku indikaator pole tõesti palju kasulik - tehnoloogiat pole veel olemas". Ma vajasin paremat kui see.

Tahtsin teada, milline käik andis mulle parima efektiivsuse, kui palju maksis vastutuul aku mahutavuses, milline võimsustase annab kõige rohkem kilomeetreid, kas see tõesti aitab pedaalida, kui jah, siis kui palju? Ühesõnaga, ma tahtsin teada, kas mu aku toob mu koju. Kuidagi ülioluline, kas sa arvad?

See projekt on minu pika pedaaliga jõulise koju sõitmise tulemus. Põhimõtteliselt asub see väike moodul aku ja e-bike toiteallika sisendi vahel, et jälgida aku voolu ja pinget. Lisaks annab kiiruse kohta teavet ratta kiiruse andur. Selle andurite andmete komplektiga arvutatakse ja kuvatakse järgmised väärtused:

• Hetkeline kasutegur - mõõdetakse kilomeetrites AmpHour aku tarbimise kohta
• Keskmine efektiivsus - alates selle reisi algusest km/AH
• Pärast viimast laadimist kasutatud AmpHours koguarv
• Aku vool
• Aku pinge

Samm: olulised andmed

Hetkeline tõhusus lahendab kõik minu küsimused aku tarbimise minimeerimise kohta. Näen tugevama pedaalimise, e-jõu lisamise, käiguvahetuse või vastutuulega võitlemise mõju. Praeguse reisi keskmine efektiivsus (alates sisselülitamisest) aitab mul hinnata ligikaudset võimsust, mis kulub koju naasmiseks.

Pärast viimast laadimist kasutatud AmpHours koguarv on koju jõudmiseks ülioluline. Ma tean, et mu aku on (peaks olema) 10 AH, nii et mul pole vaja muud kui vaimselt lahutada kuvatav arv 10 -st, et teada saada oma järelejäänud võimsust. (Ma ei teinud seda tarkvaras, et näidata AH -d alles, nii et süsteem töötab mis tahes suurusega akuga ja ma ei usu, et mu aku on 10 AH.)

Aku voolutarve on huvitav, kuna see võib näidata, kui kõvasti mootor töötab. Mõnikord võib lühike järsk tõus või liivane ala kiiresti aku tühjeneda. Avastate, et mõnikord on parem ratas maha astuda ja ratas järsku tõsta, kui jõuda selle ahvatleva gaasihoova poole.

Aku pinge on aku oleku varunäitaja. Minu 14 -cell aku tühjeneb peaaegu täielikult, kui pinge jõuab 44 V -ni. Alla 42 volti riskin rakkude kahjustamisega.

Samuti on näidatud minu ekraani pilt, mis on paigaldatud standardse Bafang C961 ekraani alla, mis on kaasas BBSHD mootorisüsteemiga. Pange tähele, et C961 rahustab mind rõõmsalt, et mul on aku täis, kuid tegelikult on aku 41% tühjenenud (10 AH aku 4,1 AH).

Samm: plokkskeem ja skeem

Süsteemi plokkskeem näitab, et eBike võimsusmõõturit saab kasutada mis tahes aku / eBike toitesüsteemiga. Vajalik on standardse jalgratta kiiruseanduri lisamine.

Üksikasjalikum plokkskeem illustreerib eBike võimsusmõõturi võtmeahela plokke. 2x16 tähemärgiga 1602 LCD -l on PCF8574 I2C liideseplaat.

Ringlus on väga lihtne. Enamik takistid ja kondensaatorid on käsitsemise ja jootmise hõlbustamiseks 0805. Alalisvoolu alalisvoolu muundur tuleb valida nii, et see talub 60-voldist aku. Väljundiks 6,5 volti valitakse Arduino Pro Micro pardal oleva 5 -voldise regulaatori väljalülituspinge ületamiseks. LMV321 -l on rööbastelt rööbasteele väljund. Vooluanduri vooluahela võimendus (16.7) on valitud nii, et 30 amprit 0,01 oomise voolutugevuse takisti kaudu väljastatakse 5 volti. Praegust sensoritakistust tuleks mõõta maksimaalselt 9 vatti 30 ampri juures, kuid mõeldes, et ma ei kasutaks nii palju energiat (1,5 kilovatti), valisin 2 -vatise takisti, mille võimsus on umbes 14 amprit (mootori võimsus 750 vatti)).

Samm: PCB

PCB paigutus tehti projekti suuruse minimeerimiseks. DC-DC lülitustoide on plaadi peal. Analoogvoolu võimendi on allosas. Pärast kokkupanekut ühendatakse valmis plaat Arduino Pro Micro külge viie (RAW, VCC, GND, A2, A3) tahke juhtmega, mis on lõigatud läbi aukude takistite. Magnetiline rattaandur on ühendatud otse Arduino tihvtiga "7" (tähistatud nii) ja maandatud. Kiiruseanduriga ühendamiseks jootke lühike pats ja 2 -kontaktiline pistik. Lisage LCD -ekraani 4 -kontaktilisele pistikule veel üks pats.

LCD ja I2C liideseplaat on paigaldatud plastkorpusele ja kinnitatud juhtraua külge (kasutasin kuumsulamliimi).

Tahvel on saadaval saidilt OshPark.com - tegelikult saate 3 lauda vähem kui 4 dollari eest koos saatmisega. Need poisid on suurimad!

Lühikesed kõrvalmärkused - skemaatiliseks jäädvustamiseks ja paigutamiseks kasutasin DipTrace'i. Mitu aastat tagasi proovisin kõiki saadaolevaid vabavara skemaatilisi püüdmis- / PCB -paigutuspakette ja asusin DipTrace'i. Eelmisel aastal tegin sarnase küsitluse ja jõudsin järeldusele, et minu jaoks oli DipTrace võitja.

Teiseks on oluline rattaanduri paigaldussuund. Anduri telg peab anduri läbimisel olema magneti teega risti, vastasel juhul saate kahekordse impulsi. Alternatiiviks on anduri paigaldamine nii, et selle ots oleks suunatud magneti poole.

Lõpuks heliseb andur mehaanilise lülitina üle 100 uS.

4. samm: tarkvara

Projekt kasutab Arduino Pro Micro koos ATmega32U4 protsessoriga. Sellel mikrokontrolleril on mõnevõrra rohkem ressursse kui tavalisemal Arduino ATmega328P protsessoril. Paigaldada tuleb Arduino IDE (integreeritud arendussüsteem). Seadistage IDE TOOLS | LAUA | LEONARDO. Kui te pole Arduino keskkonnaga tuttav, ärge laske sellel end heidutada. Arduino insenerid ja ülemaailmne kaastöötajate perekond on loonud tõeliselt hõlpsasti kasutatava mikrokontrolleri arendussüsteemi. Iga projekti kiirendamiseks on saadaval suur hulk eeltestitud koodi. See projekt kasutab mitmeid raamatukogusid, mille on kirjutanud kaastöötajad; EEPROM -juurdepääs, I2C -side ning LCD -juhtimine ja printimine.

Tõenäoliselt peate näiteks ratta läbimõõdu muutmiseks koodi muutma. Hüppa sisse!

Kood on suhteliselt lihtne, kuid mitte lihtne. Minu lähenemisviisi mõistmiseks kulub ilmselt natuke aega. Rattaandur on katkestatud. Rattaanduri väljalülitaja kasutab taimerist teist katkestust. Kolmas perioodiline katkestus on ülesannete planeerija aluseks.

Pinki testimine on lihtne. Kiirusanduri simuleerimiseks kasutasin 24 -voldist toiteallikat ja signaaligeneraatorit.

Kood sisaldab kriitilise aku tühjenemise hoiatust (vilkuv ekraan), kirjeldavaid kommentaare ja heldeid silumisaruandeid.

Samm: pakkige see kõik kokku

Padi märgistusega "MTR" läheb positiivsele ühendusele mootori juhtimisahelaga. Padja sildiga "BAT" läheb aku positiivsele poolele. Tagasivoolujuhtmed on tavalised ja PWB vastasküljel.

Kui kõik on testitud, pange sõlme kokkutõmbumispakendisse ja paigaldage aku ja mootorikontrolleri vahele.

Pange tähele, et Arduino Pro Micro USB -pistik jääb juurdepääsetavaks. See pistik on üsna habras, järelikult tugevdasin seda kuumsulamliimiga.

Kui otsustate selle ehitada, võtke ühendust uusima tarkvaraga.

Viimase kommentaarina on kahetsusväärne, et Bafangi mootorikontrolleri ja kuvarikonsooli vaheline sideprotokoll pole saadaval, kuna kontroller "teab" kõiki andmeid, mida see riistvaralülitus kogub. Protokolli arvestades oleks projekt palju lihtsam ja puhtam.

6. samm: allikad

DipTrace -failid - peate alla laadima ja installima DipTrace'i vabavara versiooni, seejärel importima skemaatika ja paigutuse.asc -failidest. Gerberi failid on lisatud eraldi kausta -

Arduino - laadige alla ja installige IDE sobiv versioon -

Korpus, "DIY Plastic Electronics Project Box Enclosure Case 3,34" L x 1,96 "W x 0,83" H " -

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

LMV321 -

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

LCD -

I2C liides -

Arduino Pro Micro -