1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?

Содержание

Контроллер для электровелосипеда: схема, особенности подключения, советы при выборе

Все конструкции электровелосипедов включают в себя не только электродвигатель, но и отдельную систему управления — контроллер. Он необходим для обеспечения работы электромотора в велосипеде. Контроллер выполняет важную функцию в транспорте и считается «головным мозгом» конструкции.

Что такое контроллер для электровелосипеда?

Контроллеры приводят в действие моторные колеса, регулирует скорость и вращение, а также обеспечивает правильную остановку

Контроллер считает одной из главных частей электровелосипеда, так как отвечает за совершенные действия. Он обеспечивает переход тока к электродвигателю.

Такая конструкция позволяет:

  • включать и выключать электронику;
  • регулировать работу мотор-колес;
  • позволяет устанавливать ограничитель скорости;
  • осуществляет круиз-контроль;
  • ускоряет двигатель до трехскоростного режима;
  • отвечает за рекуперативное торможение;
  • позволяет всем параметрам отображаться на панели управления;
  • осуществление обратного хода.

Главные функции контроллера делят на:

  • регулировку движения велосипеда;
  • осуществление крутящего момента;
  • защищает электродвигатель.

Параметры блока управления

Контроллеры обеспечены основными параметрами, благодаря которым электромоторы и батареи могут работать:

  1. Максимальный постоянный ток. Значение, которое отвечает за максимальный ток, который держит контроллер в течение установленного времени.
  2. Максимальный пиковый ток. Значение, которое выдерживается на минимальном отрезке времени. Данное число обычно гораздо больше, чем значение постоянного тока. Пиковый ток наблюдается при резком старте, когда в транспорте развивается большой крутящий момент.
  3. Максимальное напряжение аккумуляторов. Значение максимального количества используемых аккумуляторных банок. Если происходит повышение напряжения, контроллер может сгореть или выйти из строя. Разные модели имеют свой показатель напряженности. В основном они рассчитаны на 24, 48 и 60V.
  4. Внутреннее сопротивление. Данный параметр не является важным. Чем больше мощность контроллера, тем меньше сопротивление.
  5. Частота подачи импульсов. Значения данного параметра зависят от вида мотор-колес.

Схема контроллера электровелосипеда

Контроллер внешне выглядит, как коробка, выполненная из алюминия. Внутри неё содержится много цветных проводов. В некоторых моделях конструкцию устанавливают в отдельном боксе, для защиты от загрязнений и повреждения.

Схема контроллера включает в себя:

  1. Сердце в виде микроконтроллера, расположенное в центре конструкции.
  2. Преобразователи напряженностью 12 и 5 В.
  3. Периферия (ручки, датчики).
  4. Силовые компоненты.

Как подключить контроллер к электровелосипеду?

  1. Необходимо подключить питание мотор-колес к силовым проводам такого же цвета.
  2. К датчикам мотор-колес подключить главные провода. Если в комплекте есть велокомпьютер, его подключают к пульту управления.
  3. Если пульта управления нет, то замок зажигания подключают к красному и синему разъему.
  4. Затем ручку «газа» подключают к разъему.
  5. Тормоз подключают к отверстию ручки. Там содержится два разъема, поэтому во второй можно подключить стоп сигнал при желании.
  6. В ограничителе максимальной скорости можно установить данную функцию. Для этого замыкают два белых провода. Для того чтобы функция работала постоянно, следует контакты соединить между собой.
  7. При наличии системы ассистирования, ее можно подключить в специальном отделе.
  8. Следует подключиться к отделу аккумуляторной батареи.
  9. Необходимо помнить, что нельзя замыть контакты черного и красного цвета питания.При самостоятельной сборке рекомендуется следить за соответствием цветов и не соединять разъемы без надобности.

Виды контроллеров для электровелосипедов

По типу связи с двигателем:

  1. Для работы с установленным датчиком.
  2. Работающие без датчика.
  3. Универсального типа.

По форме получаемого сигнала:

  • Подают прямоугольный сигнал. Зачастую такие виды дешевле. Использование позволяет получать высокие скорости вращения, но из-за этого возникает шум при работе ввиду микровибраций.
  • Форма синусоиды — обеспечивают бесшумную работу, но на более низких скоростях.

Как выбрать контроллер для электровелосипеда – советы

Контроллер выбирают исходя из вида двигателя и аккумулятора. Основными параметрами считаются: напряжение и величина максимального тока.

Двигатель мощностью 350 Вт нуждается в контроллере 36 В 15 А.

Мощность 100 Вт — контроллер 48 В, силой тока не меньше 25 А. Для лучших показателей выбирают модели со значением тока 30, 35, 40 ампер.

Мощность 1000 Вт- контроллер 48 В 30 А. Существуют программируемые конструкции, где можно настраивать ток под собственные потребности.

Оптимальное соотношение скорости колес к напряжению -1 к 0,9. Исходя из этого, можно рассчитать скорость движения: при 36 В передвигаться следует при 32 км/ч, при 48 В — 45 км/ч.

Увеличение скорости изменяет и соотношение, так как имеют место существенные затраты энергии на борьбу с сопротивлением воздуха.

Контроллер является незаменимой частью электровелосипеда. Он отвечает за все главные функции передвижения. Современный рынок предоставляет большой выбор исходя из мощности, напряжения, вида и способа работы.

Для того чтобы выбрать правильную оснастку электровелосипеда, необходимо изучить основные нюансы и возможности каждой модели. Выбор хорошей модели подразумевает большой спектр функций, например, отдельных выход для питания фар, задний ход, различные режимы скорости и мощности.

Схема электровелосипеда

Любой желающий сегодня может купить готовый электровелосипед. Для тех, кому цена на них кажется слишком дорогой, а также для желающих создать оригинальное электрическое средство передвижения самостоятельно, вполне реально переоборудовать свой обычный велосипед в модель на электротяге. Задача эта для людей, обладающих базовыми знаниями в электротехнике, достаточно простая.

Читать еще:  Бензиновый двигатель для велосипеда - преимущества. недостатки, как установить

Хотите – можно воплотить в жизнь оригинальные идеи и конструкторские замыслы, используя материалы и узлы с барахолок или автомагазинов. Но проще всего получить электровелосипед, приобретя готовый комплект компонентов для электровелосипедов – например, здесь. Простейший электрический велосипед включает источник тока, двигатель и переменный резистор (контроллер), введенный в разрыв цепи и регулирующего скорость вращения двигателя. Самая простая схема электровелосипеда приведена ниже.

Мотор-колесо – лучшее решение для электровелосипеда

Чтобы превратить свой велосипед в электротранспорт, можно купить веломотор и аккумулятор. Электродвигатель даст возможность получить возможность иметь непринужденное вращение педалей и переключение скоростных режимов. Обычно в комплекте электродвигателя есть необходимые для его подключения компоненты. Аккумулятор подбирается, исходя из ваших потребностей и мощности электромотора. Еще более простое и одновременно эффективное решение – использовать в качестве электродвигателя мотор-колесо.

Важно определиться с выбором мотор-колеса – переднее, заднее или два сразу. Для мощного мотора лучше выбрать заднюю ось, если же вы покупаете привод для переднего колеса, то для заднего он обеспечивается периодическим вращением педалей, и такой электровелосипед будет хорош для езды по трудным трассам. При установке двух мотор-колес вы получите полноценную полноприводную модель, великолепно чувствующую себя и на больших расстояниях, и на мокрой дороге. Если вы купили редукторное мотор-колесо, то при подъеме в гору и вращении педалей вы не будет чувствовать серьезной нагрузки. В любом случае, выбирая мотор-колесо, предварительно изучите его технические характеристики.

Преимущества установки мотор-колеса

Выбор в пользу мотор-колеса позволит вам быстро и без сложностей собрать свой электровелосипед. Комплекты мотор-колес – это собранные в ступице колеса бесколлекторные двигатели различной мощности.

Достоинства установки мотор-колеса:

  • Процесс установки доступен всем велолюбителя;
  • Внешний вид вашего велосипеда не подвергается серьезным изменениям;
  • Простота доработки – дополнительно необходима только установка аккумуляторного отсека и управляющих органов на руле;
  • Бесшумная работа двигателя.

Не пропустите еще один наш материал – о том, сколько стоит электровелосипед.

Инструкция по сборке

Сборка электровелосипеда дома совсем не страшная и занимает один-два часа если делать это в первый раз.

Инструменты

  • Велосипедный набор шестигранников и отвёрток;
  • Рожковый, накидной или разводной ключ (для гаек мотора);
  • Что-нибудь для снятия покрышки — специальные пластиковые съёмники, либо отвёртки (если не жалко обод), или, в крайнем случае, пара чайных ложек;
  • При наличии усилителей дропаутов — тонкий напильник или надфиль;
  • При наличии PAS-сенсора — специальный съёмник шатуна (либо сила+удача+настойчивость).

Так же очень пригодятся нейлоновые кабельные стяжки для фиксации проводов и придания велосипеду достойного вида.

Установка

1. Снимите старое колесо с велосипеда. Переставьте покрышку, камеру и ободную ленту на мотор-колесо. (В случае отсутсвия ободной ленты — можно промотать внутреннюю сторону обода обычной изолетной в несколько слоёв)

2. Установите мотор-колесо на велосипед на место старого колеса. Провод должен выходить с правой стороны. Прорезь на оси мотора (откуда выходит провод) должна быть направлена вниз, для предотвращения попадания влаги внутрь колеса. Возможно для этого придётся снять, повернуть на пол оборота и надеть обратно фиксирующие шайбы с зубцом, надетые на ось мотора.

3. Для любых передних моторов, а также для мощных задних моторов (Classic, Turbo) — необходима установка усилителей дропаутов. Допустимо не ставить усилители для заднего мотора Лайт. Для переднего мотора Лайт можно ограничиться одним.

Из-за немного различающихся от экземпляра к экземпляру осей моторов, отверсие под ось на усилителе специально сделано немного уже, для того чтобы на любом моторе усилитель сидел плотно и не болтался. Поэтому, скорее всего, с внутренней стороны отверстия усилителя придётся доработать напильником так, чтобы усилитель налезал на ось, но сидел очень плотно. Очень важно не переборщить — усилитель не должен болтаться!

4. Перед установкой всего остального рекомендуем подключить к контроллеру колесо, ручку газа и батарею (см ниже) и убедиться что всё работает нормально.

5. Закрепите на велосипеде батарею и контроллер.

  • Батарея должна быть защищена от ударов о раму или контроллер мягким уплотнителем.
  • При вертикальной установке контроллера — лучше располагать его проводами вниз, чтобы по ним внутрь не затекала влага.

6. Установите на руль ручку газа.

  • Если грипса тугая, резиновая и никак не хочет сниматься сама — можно положить велосипед на бок, грипсой вниз, и забить под неё отвёртку на всю длину. Затем в образовавшуюся щель между отвёрткой и рулём, под грипсу, залить воды. Затем вынуть отвёртку и провернуть грипсу — после этого она должна сняться очень легко!

(7.) Установите на руль дисплей, если есть.

(8.) Устаровите на руль ручку(

и) тормоза, если есть.

(9.) Установите сенсор помощи педалям, если есть. Для этого понадобится специальный съёмник шатуна.

10. Подключите к контроллеру все провода (см ниже).

11. Убедитесь что всё работает.

12. Зафиксируйте провода стяжками или другим способом.

Подключение

Назначения проводов и разъёмы немного отличаются в зависимости от контроллера:

1. Подключите к контроллеру ручку газа

  • На контроллерах Light и Mark I (с моторами Light, Light+ и Classic) — чёрный трёхпиновый разъём «папа» (включение и индикатор заряда) и чёрный трёхпиновый разъём «мама» (сигнал ручки газа);

На контроллерах Mark II и Infineon — белый шестипиновый разъём «папа» (включение и сигнал ручки газа) и чёрный трёхпиновый разъём «мама» (переключатель мощности)

2. Подключите к контроллеру провода мотора: разъём датчиков холла и фазные провода

Чёрный водонепроницаемый разъём совмещает датчики холла и фазные провода. Стрелки на обоих разъёмах должны ровно указывать друг на друга. Разъём нужно вставить до линии. Это может быть непросто 🙂

Читать еще:  Как снять покрышку с диска велосипеда?

Mark I (Light+, Classic)

Белый шестипиновый разъём «мама» и три цветных разъёма Anderson, подключаемых по цветам.

Иногда ответный белый разъём со стороны мотора бывает не собран, в таком случае нужно его собрать, затолкав контакты так, чтобы все цвета полностью совпадали.

Mark II, Infineon

Белый шестипиновый разъём «мама» и три чёрных разъёма XT150, подключаемых по цветам проводов.

Если у мотора есть несколько комплектов датчиков холла — подключить нужно только один.

3. Подключите контроллер к батарее

Перед подключением убедитесь что кнопка включения на ручке газа находится в положении «выкл» (отжата).

Подключите жёлтый разъём XT60 (или XT90) на одном из проводов батареи к контроллеру. Второй провод на батарее будет использоваться для зарядки. Если провода разной толщины — к контроллеру нужно подключить более толстый.

В момент подключения может проскочить искра — это нормально.

Теперь можно включить контроллер (кнопкой включения на ручке газа) и аккуратно подать газ, чтобы убедиться что всё работает как надо.

(Опционально) 4. Подключите сенсор помощи педалям

Чёрный трёхпиновый разъём «папа» со стороны контроллера.

(Опционально) 5. Подключите дисплей

  • На контроллерах Light, Mark I и Mark II (с моторами Light, Light+ и Classic) — белый пятипиновый разъём «папа» — для дисплея KT-LCD3. Перед подключением дисплея из разъёма нужно вынуть перемычку. В случае отключения дисплея — перемычку нужно вернуть обратно. Без неё и работать не будет.

На контроллерах Infineon — чёрный шестипиновый разъём «папа» — для дисплея CycleAnalyst.

Электровелосипед своими руками: контроллер

Как выбрать контроллер для электровелосипеда, какие контроллеры бывают и в чём их разница?

Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте разберёмся, зачем вообще нужен контроллер.

Наверняка почти каждый любознательный представитель мужской половины человечества в детстве имел дело с моторчиками, установленными в детских игрушках, например, электрических машинках или лодках.

Эти моторчики представляли собой двигатели постоянного тока . Для вращения к ним достаточно было подключить батарейку, и направление вращения менялось в зависимости от полярности подключения.

В том случае обмотки ротора (вращающейся части электродвигателя) подключаются к источнику питания по очереди через пару графитовых щёток, таким образом ротор приводится во вращение.

В электровелосипедах же используются бесщёточные моторы , а точнее трёхфазные асинхронные двигатели, которым недостаточно просто подать напряжение питания от батареи. На первый взгляд кажется, что всё только усложнилось, но дело вот в чём.

Во-первых, двигатели постоянного тока имеют узел, который требует обслуживания и периодического ремонта — это как раз те самые щётки и коллектор, по которому они скользят.

Во-вторых, КПД этих двигателей ниже, а вес больше. В третьих, они имеют ограниченный диапазон скоростей вращения. Всех этих недостатков трёхфазные асинхронные двигатели лишены.

Но последним требуется контроллер — устройство, обеспечивающее коммутацию обмоток строго по определённому алгоритму.

В зависимости от типа двигателя (с датчиками положения ротора или без) от контроллера к двигателю идёт либо только три силовых провода, либо к ним добавляются 5 или 6 тонких проводов.

Силовые провода — это те, которые непосредственно подключены к обмоткам двигателя. А тонкие (слаботочные) провода — это провода питания и сигналов с датчиков положения.

На фото силовые провода (синий, зелёный и жёлтый) спрятаны в стеклоармированных трубках, а слаботочные видны: синий, зелёный и жёлтый — это сигналы с датчиков положения, красный и чёрный — это питание датчиков, а белый — с датчика температуры, который спрятан под платой ближе к обмоткам.

Контроллер определяет положение ротора по датчикам и коммутирует напряжение батареи на необходимую обмотку двигателя.

Так в каких случаях датчики положения необходимы в двигателе, а в каких нет?

Дело в том, что в тех случаях, когда двигатель должен стартовать со значительной нагрузкой на валу (в нашем случае нужно сдвинуть с места велосипед с наездником) используются двигатели с датчиками.

Если же на старте нагрузки нет или она незначительная (например, вентиляция), используются так называемые бездатчиковые двигатели. Хотя, в некоторых случаях и на электровелосипеды малой мощности ставят бездатчиковые двигатели.

Соответственно, и контроллеры бывают как для двигателей с датчиками, так и для двигателей без датчиков положения.

Теперь давайте поговорим об исполнении, то есть о корпусе и размещении контроллера.

И здесь мы снова переводим акцент на двигатели, которые устанавливаются либо в колесо (вместо втулки), либо в кареточный узел.

В случае мотор-колеса, то есть мотора, заспицованного в обод, контроллер является отдельным блоком со своим собственным корпусом, и размещается отдельно от двигателе (за исключением нескольких специфических решений).

В случае же центрального (кареточного) мотора контроллер устанавливается внутри корпуса двигателя, что позволяет сократить количество видимой проводки на электровелосипеде.

Есть ещё одна важная характеристика контроллера, которая влияет на дальность поездки, или, другими словами, на эффективность использования энергии, накопленной в батарее.

Я имею в виду тип ассистента , или помощника, поддерживаемого контроллером.

Самый распространённый — PAS (Pedal Assist Sensor). Данное исполнение представляет собой пару из датчика Холла и кольца с магнитами. При вращении педалей магниты движутся мимо датчика и последний отправляет соответствующий сигналы на контроллер.

То есть PAS регистрирует сам факт вращения педалей, независимо от того, насколько быстро их крутит велосипедист и насколько сильно на них давит.

Менее распространён другой тип — Torque sensor , или датчик крутящего момента. Он-то как раз измеряет усилие, прилагаемое к педалям, и сообщает его контроллеру.

Несложно догадаться, что второй вариант более эффективен в плане экономичности использования заряда батареи, так как он не даст велосипедисту крутить педали вхолостую.

Более того, отпадает необходимость использования ручки газа, ведь при сильном нажатии на педаль контроллер подаст на двигатель максимальную мощность.

Читать еще:  Как выбрать петушок на велосипед, его обслуживание и замена

Теперь давайте взглянем на рынок контроллеров для электровелосипедов. Начнём с одного из самых заказываемых на Aliexpress контроллеров .

Если верить заявленным на этикетке характеристикам, он рассчитан на работу с напряжением 36 или 48 вольт и максимальный ток 30 ампер. Габариты контроллера 8 см х 15 см.

Рассмотрим провода, которые из него выходят, и разберёмся для чего каждый из них предназначен. В общем-то, продавец расписал что есть что в описании товара, но не всем эти надписи будут понятны.

Итак, по порядку:

1. Motor (синий, зелёный и жёлтый) — три силовых провода для подключения мотора. О них я писал выше.

2. Speed meter — сигнальный провод к датчику измерения скорости. Но ведь у датчика скорости два провода! Правильно. Второй провод («земля», или GND) придётся взять от другого разъёма, например, от разъёма PAS.

3. PAS — три провода к датчику педального ассистента. Как правило, чёрный провод — это GND, так что его можно использовать как второй провод датчика скорости.

4. Alarm — два разъёма для подключения сигнализации.

5. H-brake и Low-brake — провода для подключения датчиков тормоза. В одном случае датчик (или кнопка) срабатывает при замыкании сигнального провода на «землю» (GND), в другом — при подаче +5 вольт.

6. Cruising — подключение функции круиз-контроль.

7. Throttle — три провода для подключения ручки газа: «земля» (GND), +5В и сигнальный, напряжение на котором меняется в зависимости от положения ручки газа.

8. Battery and Ignition — два силовых провода для подключения к батарее и один сигнальный для включения контроллера. Когда батарейное напряжение подаётся на сигнальный провод, контроллер запускается.

9. Reverse — два провода, при замыкании которых двигатель будет крутиться в обратном направлении.

10. Hall sensor — разъём для подключения мотора, а точнее — датчиков положения, установленных в моторе. О них я писал выше.

11. 3 Speed — три провода для выбора максимальной скорости движения.

12. Self learn — два провода, при замыкании которых включается режим самообучения контроллера. После того, как контроллер выполнил процедуру обучения, провод размыкается.

Кстати, данный контроллер не подразумевает подключение дисплея,

В чём недостаток использования контроллера в таком виде? Дело в том, что когда мы соединим все провода с остальными элементами системы, у нас получится приличная вязанка, и её надо будет где-то прятать.

Как правило, контроллер вместе с вязанкой прячут в велосипедной сумке, подвешенной на раме. Но, как показала практика, со временем от вибраций и воздействия влажной окружающей среды происходит окисление контактов и нарушение соединений.

Также есть вариант использования герметичного пластикового корпуса , с того же Aliexpress, но тут возникает другая проблема.

В данном контроллере установлено 12 силовых транзисторов, прикрученных к корпусу контроллера для охлаждения. То есть подразумевается, что контроллер будет находиться в окружающей среде, а в идеале — обдуваться потоком набегающего воздуха.

Однако в закрытом герметичном корпусе охлаждение будет затруднено, и контроллер может выйти из строя в результате сгорания транзисторов.

Для решения данной проблемы используют герметичные разъёмы и интеграционный кабель.

На данном фото слева направо расположены следующие разъёмы:

1. Интеграционный кабель — это кабель, объединяющий в себе все провода, идущие на руль: для подключения дисплея, ручки газа и датчиков тормоза.

2. Разъём для подключения фонаря.

3. Разъём для подключения PAS-сенсора.

4. Разъём для подключения двигателя. Объединяет в себе три силовых провода, 5 проводов на датчики положения и 1 провод на датчики температуры и скорости.

5. Жёлтый разъём предназначен для подключения батареи.

Несмотря на то, что данный контроллер менее мощный (22 ампера против 30 ампер в первом случае), стоит он в три раза дороже.

Но эта разница в цене полностью оправдана, так как надёжность и долговечность конструкции позволит один раз собрать электровелосипед и эксплуатировать его на протяжении нескольких лет без каких-либо проблем.

Примерно так же, как опытные монтажники выбирают профессиональный надёжный инструмент чтобы быть в нём полностью уверенным и работать с удобством и удовольствием.

Кроме контроллеров с Aliexpress в продаже имеются контроллеры Kelly , представленные на официальном сайте kellycontrollers . Это хорошие контроллеры, но они стоят дороже.

Например, версия на 25 ампер на момент написания статьи имеет цену 141,54 евро, что примерно в 3 раза дороже предыдущего рассматриваемого нами варианта.

Также следует упомянуть об отечественной разработке. Компания Electronbikes представила компактную модель контроллера , и обещает начать серийный выпуск до конца текущего года.

На фото представлен новый контроллер (снизу) в сравнении с китайским аналогом (сверху), оба рассчитаны на ток 45 ампер.

Конечно, нижний контроллер будет помещён в корпус, служащий радиатором, но очевидно, что его габариты не сравнятся с китайским аналогом.

Особенно интересна новая разработка тем, что контроллер будет поддерживать Torque-сенсор .

И конечно в данной статье нельзя не упомянуть о контроллерах, установленных в центральных моторах Tongsheng , представленных на Aliexpress. Эти контроллеры также поддерживают Torque-сенсор.

Многие начинающие сборщики электровелосипедов заметят, что я не стал рассматривать мощные контроллеры, рассчитанные на большие токи.

Дело в том, что мощные контроллеры подразумевают мощные батареи, мощные двигатели и, как следствие, очень крепкие (часто стальные) пространственные рамы , которые способны выдержать большие весовые нагрузки.

Тогда это уже будут не электровелосипеды (весом до 25 кг), а электромотоциклы, вес которых достигает 50 кг и более, и кручение педалей теряет смысл.

Я же всё-таки являюсь сторонником лёгкого и компактного оборудования, и придерживаюсь мнения, что электровелосипед должен оставаться велосипедом.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector