EBike Power Meter: 6 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Bu yaxınlarda dağ velosipedini elektrikli velosipedə çevirdim. Dönüşüm nisbətən rahat getdi, buna görə də layihəni başa vurduqdan sonra atladım və sarsılmış bir kruiz üçün yola düşdüm. Velosipedin batareya enerjisi ilə işləyəcəyini gözləmək üçün nə qədər gözlədiyimi bilmədən gözümü batareya doldurma göstəricisi üzərində saxladım. Güc sayğacının 80% -i mənimlə olduqca yaxşı hiss etdiyini, uzun bir yol getdiyim üçün, ölü bir batareya ilə dayandım. İstehsalçıya bədbəxt bir zəng "Oh, batareya göstəricisi həqiqətən çox yaxşı deyil - texnologiya hələ yoxdur" kimi sözlərlə nəticələndi. Ondan daha yaxşısına ehtiyacım var idi.

Bilmək istədim ki, hansı ötürücü mənə ən yaxşı səmərəlilik verdi, batareya tutumunda küləyin qiyməti nə qədərdi, ən çox mil hansı güc səviyyəsinə malikdir, həqiqətən də pedala kömək edirmi, nə qədərdir? Bir sözlə, batareyamın məni evə aparacağını bilmək istəyirdim. Çox vacibdir, düşünmürsən?

Bu layihə evə uzun müddət pedalla getməyimin nəticəsidir. Əsasən bu kiçik modul, batareya cərəyanını və gərginliyini izləmək üçün batareya ilə e-velosiped enerji təchizatı girişi arasında yerləşir. Əlavə olaraq, təkər sürət sensoru sürət haqqında məlumat verir. Bu sensor məlumat dəsti ilə aşağıdakı dəyərlər hesablanır və göstərilir:

• Ani səmərəlilik - batareya istehlakının AmpHour başına kilometrlərlə ölçülür
• Orta məhsuldarlıq - bu səfər başladıqdan sonra km/sa
• Son şarjdan sonra istifadə olunan AmpHours -un ümumi sayı
• Batareya cərəyanı
• Batareya gərginliyi

Addım 1: Vacib məlumatlar

Ani səmərəlilik, batareya istehlakımı necə minimuma endirməklə bağlı bütün suallarımı həll edir. Daha çox pedal çevirməyin, daha çox elektron güc əlavə etməyi, vites dəyişdirməyi və ya küləklə mübarizə aparmağın təsirini görürəm. Mövcud səfərin orta səmərəliliyi (işə salındıqdan sonra) evə qayıtmağın təxmini gücünü ölçməyimə kömək edə bilər.

Son şarj rəqəmindən bəri istifadə olunan AmpHours -un ümumi sayı, evə çatmaq üçün çox vacibdir. Batareyamın 10 AH olması lazım olduğunu bilirəm, buna görə qalan qabiliyyətimi bilmək üçün göstərilən rəqəmi 10 -dan zehni olaraq çıxarmaq kifayətdir. (Sistemin istənilən ölçülü bir batareya ilə işləyəcəyi üçün AH -nin qalan hissəsini göstərmək üçün bunu proqramda etməmişəm və batareyamın 10 AH olduğuna inanmıram.)

Batareyanın cari istehlakı, motorun nə qədər çalışdığını göstərə biləcəyi üçün maraqlıdır. Bəzən qısa bir dik qalxma və ya qumlu uzanma batareyanı tez bir zamanda azalda bilər. Kəşf edəcəksiniz ki, bəzən bu cazibədar qaz qoluna çatmaqdansa velosipedinizi dik bir pilləyə qaldırmaq daha yaxşıdır.

Batareya gərginliyi, batareya vəziyyətinin ehtiyat göstəricisidir. Gərginlik 44 Volta çatanda 14 hüceyrəli batareyam demək olar ki, tamamilə tükənəcək. 42 voltun altında hüceyrələrə zərər verə bilərəm.

BBSHD motor sistemi ilə birlikdə gələn standart Bafang C961 ekranının altına quraşdırılmış ekranın şəkli də göstərilir. Diqqət yetirin ki, C961 tam bir batareyaya sahib olduğumdan məmnuniyyətlə əmin edir ki, əslində batareya 41% tükənib (10 AH batareyadan 4.1 AH).

Addım 2: Blok Şeması və Şematik

Sistemin blok diaqramı göstərir ki, eBike Power Meter istənilən batareya / eBike güc sistemi ilə istifadə oluna bilər. Standart velosiped sürəti sensoru əlavə edilməlidir.

Daha ətraflı blok diaqramı, eBike Power Meter -dən ibarət olan əsas dövrə bloklarını göstərir. 2x16 xarakterli 1602 LCD, PCF8574 I2C interfeys lövhəsinə əlavə edilmişdir.

Dövrə çox sadədir. Rezistorların və kondansatörlərin çoxu işləmə və lehimləmə asanlığı üçün 0805 -dir. DC-DC buck çeviricisi 60 Volt batareya çıxışına tab gətirmək üçün seçilməlidir. 6.5 Volt çıxışı, Arduino Pro Micro üzərindəki 5 Voltluq tənzimləyicinin buraxma gərginliyini aşmaq üçün seçilir. LMV321, dəmir yolu ilə dəmir yolu çıxışına malikdir. Cərəyan sensoru dövrəsinin (16.7) mənfəəti.01 Ohm cərəyan sensoru vasitəsilə 30 Amper 5 Volt çıxacaq şəkildə seçilir. Mövcud duyğu müqaviməti 30 Amperdə maksimum 9 Vat üçün qiymətləndirilməlidir, lakin bu qədər güc (1,5 kilovat) istifadə etməyəcəyimi düşünərək, təxminən 14 Amper (750 Vt mühərrik gücü) olan 2 Vatt müqavimətçi seçdim.).

Addım 3: PCB

PCB düzeni, layihənin ölçüsünü minimuma endirmək üçün edildi. DC-DC keçid təchizatı lövhənin üst tərəfindədir. Analog cərəyan gücləndiricisi altındadır. Montajdan sonra tamamlanmış lövhə, deşik rezistorlarından kəsilmiş beş (RAW, VCC, GND, A2, A3) bərk uclu Arduino Pro Micro -ya qoşulacaq. Maqnit təkər sensoru birbaşa "7" Arduino pininə (belə etiketlənmişdir) və yerə bağlıdır. Sürət sensoruna qoşulmaq üçün qısa bir quyruq və 2 pinli konnektoru lehimləyin. LCD üçün 4 pinli bir konnektora başqa bir pigtail əlavə edin.

LCD və I2C interfeys lövhəsi plastik korpusa quraşdırılır və sükana bərkidilir (isti əriyən yapışqan istifadə etdim).

Lövhə OshPark.com saytında mövcuddur - əslində göndərmə daxil olmaqla 4 dollardan aşağı olan 3 lövhə alırsınız. Bu adamlar ən böyüyüdür!

Qısa izahatlar - DipTrace -dən sxematik çəkmə və düzülüş üçün istifadə etdim. Bir neçə il əvvəl mövcud olan bütün pulsuz sxematik ələ keçirmə / PCB düzeni paketlərini sınadım və DipTrace -ə yerləşdim. Keçən il oxşar bir sorğu keçirdim və nəticəyə gəldim ki, mənim üçün DipTrace qalibdir.

İkincisi, təkər sensorunun montaj istiqaməti vacibdir. Sensorun oxu sensordan keçərkən maqnitin yoluna dik olmalıdır, əks halda ikiqat bir nəbz alacaqsınız. Alternativ olaraq, sensoru ucun maqnit tərəfə baxacağı şəkildə quraşdırmaqdır.

Nəhayət, mexaniki bir keçid olaraq, sensor 100 -dən çox ABŞ -da çalır.

Addım 4: Proqram təminatı

Layihədə ATmega32U4 prosessorlu Arduino Pro Micro istifadə olunur. Bu mikrokontrolör daha çox yayılmış Arduino ATmega328P prosessorundan bir neçə daha çox mənbəyə malikdir. Arduino IDE (İnteqrasiya İnkişaf Sistemi) quraşdırılmalıdır. TOOLS üçün IDE qurun | Lövhə | LEONARDO. Arduino mühiti ilə tanış deyilsinizsə, bu sizi ruhdan salmasın. Arduino mühəndisləri və dünya miqyasında iştirak edənlər ailəsi həqiqətən istifadəsi asan bir mikro nəzarətçi inkişaf sistemi yaratdılar. Hər hansı bir layihəni sürətləndirmək üçün əvvəlcədən sınaqdan keçirilmiş çoxlu kod mövcuddur. Bu layihə, ianəçilər tərəfindən yazılmış bir neçə kitabxanadan istifadə edir; EEPROM girişi, I2C rabitəsi və LCD nəzarət və çap.

Yəqin ki, təkərin diametrini dəyişdirmək üçün kodu düzəltməlisiniz. İçəri gir!

Kod nisbətən sadədir, amma sadə deyil. Yəqin ki, yanaşmamı başa düşmək bir müddət çəkəcək. Təkər sensoru fasilə ilə idarə olunur. Təkər sensoru debuneri bir taymerdən başqa bir fasilə istifadə edir. Üçüncü dövri fasilə bir iş planlayıcısının əsasını təşkil edir.

Tezgah testi asandır. Sürət sensörünü simulyasiya etmək üçün 24 Volt güc təchizatı və bir siqnal generatoru istifadə etdim.

Kod, kritik aşağı batareya xəbərdarlığı (yanıb -sönən ekran), təsviri şərhlər və səxavətli ayıklama hesabatlarını ehtiva edir.

Addım 5: Hamısını Sarın

"MTR" etiketli yastıq, mühərrik idarəetmə sxeminə müsbət qoşulmağa gedir. "BAT" etiketli pad batareyanın müsbət tərəfinə gedir. Geri dönüşlər ümumi və PWB -nin əks tərəfindədir.

Hər şey sınaqdan keçirildikdən sonra, qurğunu büzücü sarğı ilə bağlayın və batareya ilə motor nəzarətçiniz arasına quraşdırın.

Qeyd edək ki, Arduino Pro Micro -dakı USB konnektoru əlçatan olaraq qalır. Bu bağlayıcı olduqca kövrəkdir, buna görə səxavətli isti əriyən yapışqan tətbiqi ilə gücləndirdim.

Qurmaq qərarına gəlsəniz, ən son proqramlar üçün əlaqə saxlayın.

Son bir şərh olaraq, Bafang motor idarəedicisi ilə ekran konsolu arasındakı ünsiyyət protokolunun mövcud olmaması təəssüf doğurur, çünki nəzarətçi bu aparat dövrəsinin topladığı bütün məlumatları "bilir". Protokolu nəzərə alsaq, layihə daha sadə və daha təmiz olardı.

Addım 6: Mənbələr

DipTrace Faylları - DipTrace -in pulsuz versiyasını yükləməli və yükləməli, sonra.asc fayllarından sxematik və düzeni idxal etməli olacaqsınız. Gerber sənədləri ayrı bir qovluğa daxil edilmişdir -

Arduino - IDE -nin uyğun versiyasını yükləyin və quraşdırın -

Qutusu, "DIY Plastik Elektronik Layihə Qutu Qutusu 3.34" L x 1.96 "G x 0.83" H " -

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

LMV321 -

İndüktör-https://www.digikey.com/product-detail/az/wurth-el…

LCD -

I2C interfeysi -

Arduino Pro Micro -