EBike დენის მრიცხველი: 6 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

ახლახანს გადავაკეთე მთის ველოსიპედი ელექტრო ველოსიპედზე. კონვერტაცია შედარებით შეუფერხებლად წარიმართა, ამიტომ პროექტის დასრულებისთანავე ჩავჯექი და გაემგზავრა შეკერილი საკრუიზო. ბატარეის დატენვის მაჩვენებელს ვადევნებდი თვალს, არ ვიცოდი რამდენად შორს ველოდი ველოსიპედს ბატარეაზე. იმ დროისათვის, როდესაც დენის მრიცხველმა 80% აჩვენა, რომ თავს საკმაოდ კარგად ვგრძნობდი, რადგან გრძელი გზები მქონდა გავლილი, გავჩერდი მკვდარი ბატარეით. მწარმოებლის უკმაყოფილო ზარმა გამოიწვია სიტყვები, როგორიცაა "ოჰ, ბატარეის მაჩვენებელი ნამდვილად არ არის კარგი - ტექნოლოგია უბრალოდ ჯერ არ არის". მე ამაზე უკეთესი მჭირდებოდა.

მე მინდოდა ვიცოდე რომელი მექანიზმი მაძლევდა საუკეთესო ეფექტურობას, რამდენად ღირდა ქარიშხალი ბატარეის სიმძლავრეში, რა სიმძლავრის დონეს აწვდის ყველაზე მეტი კილომეტრი, ნამდვილად ეხმარება ის პედლებს, თუ ასეა, რამდენად? მოკლედ, მინდოდა გამეგო თუ არა ჩემი ბატარეა სახლამდე მიმიყვანდა. გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს, როგორ ფიქრობთ?

ეს პროექტი არის ჩემი ხანგრძლივი პედლებით მგზავრობის შედეგი სახლში. ძირითადად ეს პატარა მოდული მდებარეობს ბატარეასა და ელექტრო ველოსიპედის კვების ბლოკს შორის ბატარეის დენის და ძაბვის მონიტორინგისთვის. გარდა ამისა, ბორბლის სიჩქარის სენსორი იძლევა ინფორმაციას სიჩქარის შესახებ. სენსორული მონაცემების ამ ნაკრებით გამოითვლება და ნაჩვენებია შემდეგი მნიშვნელობები:

• მყისიერი ეფექტურობა - იზომება კილომეტრში ბატარეის მოხმარების ამპ საათში
• საშუალო ეფექტურობა - ამ მოგზაურობის დაწყებიდან, კმ/ახ.წ
• ბოლო დატენვის შემდეგ გამოყენებული AmpHours– ის საერთო რაოდენობა
• ბატარეის დენი
• ბატარეის ძაბვა

ნაბიჯი 1: მნიშვნელოვანი მონაცემები

მყისიერი ეფექტურობა პასუხობს ჩემს ყველა კითხვას, თუ როგორ უნდა შემცირდეს ჩემი ბატარეის მოხმარება. მე ვხედავ პედლების უფრო ძლიერ ეფექტს, ელექტრონული სიმძლავრის დამატებას, სიჩქარის შეცვლას ან ქარის საწინააღმდეგო ბრძოლას. მიმდინარე მოგზაურობის საშუალო ეფექტურობა (ჩართვის შემდეგ) დამეხმარება შეაფასოს სავარაუდო ძალა, რაც დასჭირდება სახლში დაბრუნებას.

ბოლო დატენვის მაჩვენებლის შემდეგ გამოყენებული AmpHours– ის საერთო რაოდენობა გადამწყვეტია სახლის მისაღებად. მე ვიცი, რომ ჩემი ბატარეა არის (სავარაუდოდ) 10 ახ.წ. (მე ეს არ გამიკეთებია პროგრამული უზრუნველყოფისთვის, რათა მეჩვენებინა, რომ AH დარჩა ისე, რომ სისტემა იმუშაოს ნებისმიერი ზომის ბატარეასთან და მე ნამდვილად არ მჯერა, რომ ჩემი ბატარეა არის 10 ახ. წ.)

ბატარეის მიმდინარე მოხმარება საინტერესოა, რადგან მას შეუძლია აჩვენოს, რამდენად მუშაობს ძრავა. ზოგჯერ მოკლე ციცაბო ასვლას ან ქვიშიან მონაკვეთს შეუძლია სწრაფად შეამციროს ბატარეა. თქვენ აღმოაჩენთ, რომ ზოგჯერ სჯობს გადმოხვიდეთ და თქვენი ველოსიპედით აიწიოთ ციცაბო დონეზე, ვიდრე მიაღწიოთ იმ მაცდუნებელ ბუხარს.

ბატარეის ძაბვა არის ბატარეის მდგომარეობის სარეზერვო მაჩვენებელი. ჩემი 14 უჯრედის ბატარეა თითქმის მთლიანად ამოიწურება, როდესაც ძაბვა 44 ვოლტს მიაღწევს. 42 ვოლტზე დაბლა, რისკავს უჯრედების დაზიანება.

ასევე ნაჩვენებია ჩემი ეკრანის სურათი, რომელიც დამონტაჟებულია სტანდარტული Bafang C961 დისპლეის ქვეშ, რომელსაც გააჩნია BBSHD საავტომობილო სისტემა. გაითვალისწინეთ, რომ C961 სიხარულით მამშვიდებს, რომ მე მაქვს სრული ბატარეა, ხოლო ფაქტობრივად, ბატარეა 41% -ით ამოიწურა (4.1 AH 10 AH ბატარეიდან).

ნაბიჯი 2: ბლოკის დიაგრამა და სქემატური

სისტემის ბლოკ -დიაგრამა გვიჩვენებს, რომ eBike დენის მრიცხველის გამოყენება შესაძლებელია ნებისმიერი ბატარეის / ელექტრონული ძაბვის სისტემის საშუალებით. საჭიროა სტანდარტული ველოსიპედის სიჩქარის სენსორის დამატება.

უფრო დეტალური ბლოკ დიაგრამა ასახავს საკვანძო წრიულ ბლოკებს, რომლებიც მოიცავს eBike დენის მრიცხველს. 2x16 სიმბოლო 1602 LCD– ს აქვს PCF8574 I2C ინტერფეისის დაფა თანდართული.

წრე არის ძალიან პირდაპირი. რეზისტენტებისა და კონდენსატორების უმეტესობა არის 0805 დამუშავებისა და შედუღების სიმარტივისთვის. DC-DC მამლის გადამყვანი უნდა შეირჩეს, რომ გაუძლოს 60 ვოლტიანი ბატარეის გამომუშავებას. 6.5 ვოლტის გამომუშავება არჩეულია იმისათვის, რომ აღემატებოდეს Arduino Pro Micro– ს ბორტზე 5 ვოლტიანი რეგულატორის ვარდნის ძაბვას. LMV321– ს აქვს სარკინიგზო სარკინიგზო გამომუშავება. მიმდინარე სენსორული მიკროსქემის მომატება (16.7) არჩეულია ისე, რომ 30 ამპერი.01 Ohm დენის გრძნობის რეზისტორის საშუალებით გამოდის 5 ვოლტი. ამჟამინდელი გრძნობის რეზისტორი უნდა შეფასდეს მაქსიმუმ 9 ვატი 30 ამპერზე, თუმცა, ვფიქრობდი, რომ ამდენ ენერგიას არ გამოვიყენებ (1.5 კილოვატი), მე ავირჩიე 2 ვატიანი რეზისტორი, რომელიც შეფასებულია დაახლოებით 14 ამპერით (750 ვატიანი ძრავის სიმძლავრე)).

ნაბიჯი 3: PCB

Pcb განლაგება გაკეთდა პროექტის ზომის შესამცირებლად. DC-DC გადართვის წყარო არის დაფის ზედა მხარეს. ბოლოში არის ანალოგის მიმდინარე გამაძლიერებელი. შეკრების შემდეგ, დასრულებული დაფა შეუერთდება Arduino Pro Micro– ს ხუთ (RAW, VCC, GND, A2, A3) მყარი ტყვიით, რომელიც ამოჭრილია ხვრელის რეზისტორებიდან. მაგნიტური ბორბლის სენსორი უშუალოდ არის დაკავშირებული არდუინოს პინთან "7" (ეტიკეტით ასე) და მიწასთან. შეაერთეთ მოკლე პიგტეილი და 2 პინიანი კონექტორი სიჩქარის სენსორთან დასაკავშირებლად. დაამატეთ სხვა პიგტეილი LCD– ის 4 პინიან კონექტორზე.

LCD და I2C ინტერფეისის დაფა დამონტაჟებულია პლასტმასის გარსში და მიმაგრებულია საჭეზე (მე გამოვიყენე ცხელი დნობის წებო).

დაფა ხელმისაწვდომია OshPark.com– დან - სინამდვილეში თქვენ იღებთ 3 დაფას 4 დოლარზე ნაკლებ ფასად, გადაზიდვის ჩათვლით. ეს ბიჭები ყველაზე დიდები არიან!

მოკლე გვერდითი ცნობები - მე გამოვიყენე DipTrace სქემატური გადაღებისა და განლაგებისათვის. რამდენიმე წლის წინ მე შევეცადე ყველა უფასო სქემატური გადაღების / PCB განლაგების პაკეტი, რომელიც ხელმისაწვდომი და დასახლდა DipTrace– ზე. შარშან ჩავატარე მსგავსი გამოკითხვა და დავასკვენი, რომ ჩემთვის DipTrace გამარჯვებული იყო.

მეორეც, ბორბლის სენსორის სამონტაჟო ორიენტაცია მნიშვნელოვანია. სენსორის ღერძი უნდა იყოს პერპენდიკულარული მაგნიტის ბილიკზე, როდესაც ის გადის სენსორთან, წინააღმდეგ შემთხვევაში თქვენ მიიღებთ ორმაგ იმპულსს. ალტერნატივაა სენსორის დამონტაჟება ისე, რომ ბოლო მიმართული იყოს მაგნიტისკენ.

დაბოლოს, როგორც მექანიკური გადამრთველი, სენსორი რეკავს 100 აშშ დოლარზე მეტი.

ნაბიჯი 4: პროგრამული უზრუნველყოფა

პროექტი იყენებს Arduino Pro Micro- ს ATmega32U4 პროცესორით. ამ მიკროკონტროლერს აქვს რამდენიმე მეტი რესურსი, ვიდრე უფრო გავრცელებული Arduino ATmega328P პროცესორი. Arduino IDE (ინტეგრირებული განვითარების სისტემა) უნდა იყოს დაინსტალირებული. დააყენეთ IDE TOOLS | დაფა | ლეონარდო. თუ თქვენ არ იცნობთ არდუინოს გარემოს, გთხოვთ ნუ მისცემთ ამის იმედგაცრუებას. ინჟინრებმა არდუინომ და მსოფლიო კონტრიბუტორების ოჯახმა შექმნეს მართლაც ადვილად გამოსაყენებელი მიკროკონტროლის განვითარების სისტემა. უზარმაზარი რაოდენობის წინასწარ ტესტირება შესაძლებელია ნებისმიერი პროექტის დასაჩქარებლად. ეს პროექტი იყენებს კონტრიბუტორების მიერ დაწერილ რამდენიმე ბიბლიოთეკას; EEPROM წვდომა, I2C კომუნიკაციები და LCD კონტროლი და ბეჭდვა.

თქვენ ალბათ მოგიწევთ კოდის რედაქტირება, რომ შეცვალოთ, მაგალითად, ბორბლის დიამეტრი. გადახტომა!

კოდი შედარებით მარტივია, მაგრამ არა მარტივი. ალბათ დრო დასჭირდება ჩემი მიდგომის გაგებას. ბორბლის სენსორი გათიშულია. ბორბლის სენსორის გამომმუშავებელი იყენებს ტაიმერის კიდევ ერთ შეწყვეტას. მესამე პერიოდული შეფერხება ქმნის სამუშაოს შემდგენელის საფუძველს.

სკამზე ტესტირება ადვილია. მე გამოვიყენე 24 ვოლტიანი კვების წყარო და სიგნალის გენერატორი სიჩქარის სენსორის სიმულაციისთვის.

კოდი შეიცავს კრიტიკულ დაბალ ბატარეის გაფრთხილებას (მოციმციმე ეკრანი), აღწერითი კომენტარები და კეთილშობილური გამართვის ანგარიშები.

ნაბიჯი 5: შეფუთეთ ეს ყველაფერი

ბალიში წარწერით "MTR" მიდის დადებით კავშირზე ძრავის კონტროლის სქემასთან. ბალიში წარწერით "BAT" მიდის ბატარეის დადებით მხარეზე. დაბრუნების ლიდერები ხშირია და PWB– ის მოპირდაპირე მხარეს.

მას შემდეგ, რაც ყველაფერი შემოწმდება, ჩასვით შეკრება shrinkwrap– ში და დააინსტალირეთ ბატარეასა და თქვენს ძრავის კონტროლერს შორის.

გაითვალისწინეთ, რომ Arduino Pro Micro– ს USB კონექტორი კვლავ ხელმისაწვდომია. ეს კონექტორი საკმაოდ მყიფეა, შესაბამისად გავამყარე ის ცხელი დნობის წებოს გულუხვი გამოყენებით.

თუ გადაწყვეტთ მის შექმნას, დაუკავშირდით უახლეს პროგრამულ უზრუნველყოფას.

როგორც საბოლოო კომენტარი, სამწუხაროა, რომ Bafang საავტომობილო კონტროლერსა და ეკრანის კონსოლს შორის საკომუნიკაციო პროტოკოლი არ არის ხელმისაწვდომი, რადგან კონტროლერმა "იცის" ყველა მონაცემი, რომელსაც ეს აპარატურის წრე აგროვებს. პროტოკოლის გათვალისწინებით, პროექტი გაცილებით მარტივი და სუფთა იქნებოდა.

ნაბიჯი 6: წყაროები

DipTrace ფაილები - თქვენ უნდა გადმოწეროთ და დააინსტალიროთ DipTrace– ის უფასო ვერსია, შემდეგ კი შემოიტანოთ სქემა და განლაგება.asc ფაილებიდან. გერბერის ფაილები შედის ცალკე საქაღალდეში -

Arduino - ჩამოტვირთეთ და დააინსტალირეთ IDE– ის შესაბამისი ვერსია -

დანართი, "წვრილმანი პლასტიკური ელექტრონიკის პროექტის ყუთის ყუთი 3.34" L x 1.96 "W x 0.83" H " -

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

LMV321 -

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

LCD -

I2C ინტერფეისი -

Arduino Pro Micro -