EBike Power Meter: 6 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Жакында тоо велосипедин электрдик велосипедге айландырдым. Конверсия салыштырмалуу бир калыпта өттү, ошондуктан долбоорду бүтүргөндөн кийин, мен секирип, чайкалган круизге жөнөдүм. Мен велосипеддин батарея кубаты менен иштешин канчалык күтүүгө болорун билбей, батарейканын заряд көрсөткүчүнө көз салып турдум. Болжол менен кубаттуулукту эсептегич 80% көрсөткөн, мен өзүмдү абдан жакшы сезчүмүн, анткени мен узак жолду басып өткөн болчумун, батарейкасы бүтүп токтоп калдым. Өндүрүүчүгө болгон бактысыз чалуу "Оо, батарейканын көрсөткүчү чынында эле жакшы эмес - технология азырынча жок" деген сыяктуу сөздөр менен жыйынтыкталды. Мага андан жакшыраак керек болчу.

Мен билгим келди, кайсы тетик мага эң жакшы эффективдүүлүктү берди, батареянын кубаттуулугу канча, шамал канча кубаттуулукта болот, педальга жардам береби, эгер болсо, канча? Кыскасы, батареям мени үйгө жеткиреби же жокпу билгим келди. Кандай маанилүү, ойлонбойсуңбу?

Бул долбоор менин үйгө педаль менен иштеген узак жолумдун натыйжасы. Негизинен бул кичинекей модуль батарея менен e-bike электр менен камсыздоонун ортосунда жайгашып, батареянын агымын жана чыңалуусун көзөмөлдөйт. Мындан тышкары, дөңгөлөктүн ылдамдыгы сенсору ылдамдык тууралуу маалыматты камсыздайт. Бул сенсор маалыматтарынын топтому менен төмөнкү баалуулуктар эсептелет жана көрсөтүлөт:

• Ыкчам эффективдүүлүк - батареяны керектөөнүн AmpHour күнүнө километр менен өлчөнөт
• Орточо эффективдүүлүк - бул сапар башталгандан бери, км/AH
• Акыркы заряддан бери колдонулган AmpHoursтун жалпы саны
• Батарея агымы
• Батарея чыңалуусу

1 -кадам: Маанилүү маалыматтар

Ыкчам эффективдүүлүк батареяны керектөөнү кантип азайтуу керек деген суроолорумдун бардыгын чечет. Мен катуураак басуу, көбүрөөк электрондук кубат кошуу, редукторду алмаштыруу же шамалдын шамалы менен күрөшүүнүн эффектин көрө алам. Учурдагы сапардын орточо эффективдүүлүгү (күйгүзүлгөндөн бери) мага үйгө кайтуу үчүн болжолдуу күчтү аныктоого жардам берет.

Акыркы заряддоо цифрасынан бери колдонулган AmpHoursтун жалпы саны үйгө жетүү үчүн абдан маанилүү. Мен билем, менин аккумуляторум (болжолдуу) 10 -х. (Мен муну программалык камсыздоодо AHнын калганын көрсөтүү үчүн кылган жокмун, ошондо система каалаган өлчөмдөгү батарея менен иштейт жана чындыгында менин батареям 10 AH деп ишенбейм.)

Батарейканын учурдагы керектөөсү кызыктуу, анткени мотор канчалык оор иштеп жатканын көрсөтө алат. Кээде кыска тик чыгуу же кумдуу созулуу батерейканы тез эле азайтып жибериши мүмкүн. Сиз кээде түшүп кетүү жана велосипедди тик даражага чейин көтөрүү, ошол кызыктыруучу дроссель рычагына жетүүдөн көрө жакшыраак экенин түшүнөсүз.

Батареянын чыңалуусу - батарейканын абалынын резервдик көрсөткүчү. Менин 14 клеткалуу батареям чыңалуу 44 Вольтко жеткенде дээрлик түгөнөт. 42 Вольттон төмөн, мен клеткалардын бузулушуна коркунуч келтирем.

Ошондой эле BBSHD мотор системасы менен келген стандарттык Bafang C961 дисплейинин астына орнотулган менин дисплейимдин сүрөтү көрсөтүлгөн. Белгилей кетчү нерсе, C961 кубанычтуу түрдө менин толук батарейкам бар экенине ишендирип жатат, чындыгында, батарея 41% га түгөндү (4.1 AH 10 AH батареядан).

2 -кадам: Блок диаграммасы жана схемасы

Системанын блок -схемасы eBike Power Meterди каалаган батарея / eBike кубат системасы менен колдонууга болорун көрсөтөт. Стандарттык велосипед ылдамдык сенсорун кошуу талап кылынат.

Кененирээк блок -схема eBike Power Meter камтыган негизги райондук блокторду көрсөтөт. 2x16 мүнөздөгү 1602 ЖКда PCF8574 I2C интерфейси бар.

Район абдан жөнөкөй. Көпчүлүк резисторлор жана конденсаторлор иштетүү жана ширетүү үчүн 0805 болуп саналат. DC-DC бак конвертери 60 Вольт батареянын чыгышына туруштук берүү үчүн тандалышы керек. 6.5 Вольттун чыгышы Arduino Pro Microдогу 5 Вольттогу жөндөгүчтүн чыңалуусунан ашуу үчүн тандалган. LMV321 темир жолдон темир жол өндүрүшүнө ээ. Учурдагы сенсор схемасынын (16.7) пайдасы.01 Ом учурдагы сезүү резистору аркылуу 30 Ампер 5 Вольтту чыгарат. Учурдагы маанидеги резистор максималдуу 9 ватт 30 амперде бааланышы керек, бирок мен анчалык көп кубатты (1,5 киловатт) колдонбойм деп ойлоп, 2 ватттык резисторду тандагам, ал болжол менен 14 амперге (750 ватт кыймылдаткыч күчү) бааланат.).

3 -кадам: PCB

Pcb макети долбоордун көлөмүн азайтуу үчүн жасалган. DC-DC коммутатордук камсыздоо тактанын үстү жагында. Аналогдук токту күчөткүч ылдый жагында. Чогулгандан кийин, толтурулган такта Arduino Pro Microго беш (RAW, VCC, GND, A2, A3) тешик резисторлорунан кесилген катуу туташтыргычтар менен туташтырылат. Магниттик дөңгөлөк сенсору түздөн -түз Arduino pin "7" (ошентип белгиленген) менен жерге туташтырылган. Кыска чочко жана 2 пин туташтыргычты ылдамдык сенсоруна туташтыруу үчүн. ЖК үчүн 4 пин коннекторго дагы бир чочко кошуңуз.

ЖК жана I2C интерфейс тактасы пластикалык корпуска орнотулган жана рулга бекитилген (мен ысык эритилген клей колдонгом).

Такта OshPark.com сайтынан жеткиликтүү - чынында сиз жеткирүүнү кошкондо 4 доллардан төмөн 3 тактаны аласыз. Бул жигиттер эң улуу!

Кыскача sidenotes - Мен схемалык тартуу жана макет үчүн DipTraceти колдондум. Бир нече жыл мурун мен акысыз программалык камсыздоонун схемасын / PCB макетинин бардык пакеттерин сынап көрдүм жана DipTraceке жайгаштым. Өткөн жылы мен дагы ушундай сурамжылоо жүргүзүп, мен үчүн DipTrace жеңүүчү болгон деген тыянакка келдим.

Экинчиден, дөңгөлөк сенсорунун орнотуу багыты маанилүү. Сенсордун огу сенсордун жанынан өтүп баратканда магниттин жолуна перпендикуляр болушу керек, антпесе сиз эки жолу импульс аласыз. Альтернатива - бул сенсорду магнитти көздөй орнотуу.

Акырында, механикалык которгуч болгондуктан, сенсор 100дөн ашык АКШ үчүн шыңгырайт.

4 -кадам: Программалык камсыздоо

Долбоордо ATmega32U4 процессору бар Arduino Pro Micro колдонулат. Бул микроконтроллер көбүрөөк Arduino ATmega328P процессоруна караганда бир нече ресурстарга ээ. Arduino IDE (Integrated Development System) орнотулушу керек. TOES үчүн IDE орнотуу | BOARD | Леонардо. Эгерде сиз Arduino чөйрөсү менен тааныш эмес болсоңуз, бул сиздин көңүлүңүздү чөгөрбөсүн. Arduino инженерлери жана дүйнө жүзү боюнча салым кошкондордун үй-бүлөсү чындап колдонууга оңой микроконтроллерди иштеп чыгуу системасын түзүштү. Кандайдыр бир долбоорду тездетүү үчүн алдын ала текшерилген коддун чоң көлөмү бар. Бул долбоор салым кошуучулар жазган бир нече китепканаларды колдонот; EEPROM кирүү, I2C байланыштары жана ЖКны башкаруу жана басып чыгаруу.

Сиз, балким, өзгөртүү үчүн кодду түзөтүшүңүз керек болот, мисалы дөңгөлөктүн диаметри. Секирүү!

Код салыштырмалуу жөнөкөй, бирок жөнөкөй эмес. Менин мамилемди түшүнүү үчүн, балким, бир аз убакыт талап кылынат. Дөңгөлөктүн сенсору үзгүлтүккө учурайт. Дөңгөлөк сенсорунун дебютору таймерден дагы бир үзүүнү колдонот. Үчүнчү мезгилдүү үзгүлтүк тапшырмаларды пландоочунун негизин түзөт.

Сынак тестирлөө оңой. Мен ылдамдык сенсорун симуляциялоо үчүн 24 Вольттук электр булагын жана сигнал генераторун колдондум.

Код батареянын зарылдыгы төмөн экенин эскертет (дисплейдин жаркылдашы), сүрөттөмө комментарийлер жана берешен мүчүлүштүктөрдү оңдоо отчеттору.

5 -кадам: Баарын ороп коюу

"MTR" деп белгиленген блок мотордун башкаруу схемасына оң байланышка барат. "BAT" деп аталган блокнот батарейканын оң жагына барат. Кайтаруу алып келет жалпы жана PWB карама -каршы жагында.

Баары текшерилгенден кийин, куралды кыскарткычка ороп, батарея менен мотор контроллеринин ортосуна орнотуңуз.

Белгилей кетсек, Arduino Pro Microдогу USB туташтыргычы жеткиликтүү бойдон калууда. Бул туташтыргыч абдан морт, ошондуктан мен аны ысык эритилген желимдин берешен колдонмосу менен бекемдедим.

Эгер сиз аны курууну чечсеңиз, акыркы программалык камсыздоо үчүн байланышыңыз.

Акыркы комментарий катары, Bafang мотор контролери менен дисплей консолунун ортосундагы байланыш протоколу жеткиликсиз болгону өкүнүчтүү, анткени контроллер бул аппараттык схема чогулткан бардык маалыматтарды "билет". Протоколду эске алганда, долбоор бир топ жөнөкөй жана таза болмок.

6 -кадам: Булактар

DipTrace Files - сиз DipTraceтин бекер версиясын жүктөп алып, анан.asc файлдарынан схеманы жана макеттин импортун орнотушуңуз керек болот. Gerber файлдары өзүнчө папкага камтылган -

Arduino - IDEнин тиешелүү версиясын жүктөп алып, орнотуңуз -

Корпус, "DIY Пластикалык Электроника Проектиси Коробкасы 3.34" L x 1.96 "W x 0.83" H " -

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

LMV321 -

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

ЖК -

I2C интерфейси -

Arduino Pro Micro -