Geekly articles weekly

تطوير عدة كهربة الدراجة

تحية لكل من يحب الالكترونيات! اسمي فاسيلي سوخوباروف ، وأنا المدير الفني لـ Eczo.bike. أريد أن أتحدث عن كيفية تطوير مجموعة أدوات كهربائية للدراجات ، وما هي المزالق التي كان علينا مواجهتها ، وما هي الحيل الهندسية التي يجب اتباعها. في المستقبل سيكون هناك القليل من برمجة STM32 والدوائر وتعقيدات تصميم لوحات الطاقة وبعض الكلمات حول المكون الميكانيكي لـ CEM (مجموعة كهربة الدراجات). طقم كهربة بطاقة قصوى 2600 واط ، كمبيوتر داخلي ، جهاز تعقب ، وبطاريات قابلة للاستبدال.




لماذا تم اختراع كل هذا؟


بعد تجربة التجميع الذاتي لدراجة كهربائية في أجزاء وعدد كبير من المخاريط المعبأة في العملية ، قادني إلى فهم أنه في الوقت الحالي لا توجد عروض في السوق تلبي جميع احتياجاتي.

كان يجب تفصيل كل التفاصيل ، والمزارع الجماعية ، واختراع شيء من الصفر. لا يمكنك فقط أخذ الأجهزة الإلكترونية وتوصيلها بالدراجة ، مثل بطاقة فيديو جديدة بالكمبيوتر. لم يكن هناك نظام توصيل وتشغيل .

يمكن لنظامها الخاص أن يوفر:

- الوحدات النمطية
- واجهة سهلة الاستخدام
- القدرة على الضبط الدقيق لنفسك
- لا حاجة إلى لحام الموصلات وعمومًا معرفة الإلكترونيات
- الوزن المنخفض

كل ما سبق هو ما يجب على المستخدم العادي مواجهته عندما يريد إعادة تجهيز المكونات الصينية بشكل رائع. مع هذا النهج ، سيظل بناء الدراجات الكهربائية لفترة طويلة الكثير من المهوسين والمهندسين الإلكترونيين ، غير قادرين على دخول الجماهير.

لا تتألق الحلول الصناعية بقوة خاصة (حتى 1000 واط) وغالبًا ما تكون مدمجة في إطارات الدراجات الخاصة بهم. في المكنسة الكهربائية المنزلية هناك المزيد من "الخيول" :) لا توجد حاجة للحديث عن قابلية التكوين وربط ميزات إضافية.

تدريجيًا ، بدءًا من تطوير جهاز كمبيوتر على متن الطائرة في الطابق السفلي من منزلك (حرفيًا) وانتهاءً بعاكس ، ونظام إدارة بطارية ومجموعة كاملة ككل ، فقد فهم كيف يجب بناء كل شيء لضمان أقصى قدر من الراحة من استخدام هذا الجهاز. في الوقت نفسه ، لكي يعمل الشيء لصالح المستخدم ، وليس المستخدم ، كان عليه قضاء بعض الوقت لجعله يعمل.

ماذا انتهى بك؟


تم تجميع النموذج الأولي في الصورة قبل القات في الغالب عن طريق العمل اليدوي ، وتم لحام الألواح مباشرة في المكتب ، وتم برمجتها هناك. تم طحن العلب المصنوعة من الكتل البلاستيكية الصلبة على CNC ، وتم تصنيع الإطار المعدني في الإنتاج. تم تجميع البطاريات من خلال عملهم الخاص ، باستخدام التكنولوجيا a la Tesla ، والمكون الأساسي منها هو عنصر في عامل الشكل 18650 ، توجد خلايا مماثلة في معظم أجهزة الكمبيوتر المحمولة. نعم ، تسلا رسميا يركب على بطاريات الكمبيوتر المحمول :-)



لا يظهر الكمبيوتر الموجود على متن السيارة فقط جهد البطارية أو النسبة المئوية للشحن (والتي تكون أحيانًا غير مفيدة) ، ولكن أيضًا الاستهلاك في W * h ، واستهلاك الطاقة المحدد W * h / km ، والنطاق ، وثلاث معلمات رئيسية تريد معرفتها عندما تقود سيارتك في مكان بعيد وتحتاج إلى تخطيط طريق. مع زيادة السرعة ، تزداد مقاومة الهواء أيضًا ، علاوة على ذلك ، في التقدم ، وهي تساهم بشكل رئيسي في استهلاك الطاقة أثناء الحركة. يمكنك توفير أقل بالضغط على النعال على الأرض ، أو عن طريق لف الدواسات.


يتحكم العاكس (في عامة الناس - جهاز التحكم) في المحرك ، ويسمح لك بتكوين أوضاع القيادة لنفسك ، والتحكم في الجر ، والسرعة ، والقوة ، بشكل عام ، يسمح لك بتكوين النظام على نطاق واسع. لديها حماية مدمجة للأجهزة ضد الدائرة القصيرة ، والتحكم في درجة حرارة الترانزستورات ، والمحرك ، ودعم الوضع بدون حساس والقدرة على تحديد معلمات المحرك تلقائيًا. دماغ العاكس هو STM32F405. من خلال التحكم في جميع هذه المعلمات ، يمكنك ضمان موثوقية عالية من معظم الحالات التي حدثت لي على الإلكترونيات الصينية (سواء كان ارتفاع درجة حرارة المحرك / وحدة التحكم ، أو احتراق مفاتيح الطاقة بسبب انسداد المحرك ، وما إلى ذلك).

الحد الأقصى TTX لمثل هذه القطعة من الحديد هو IN: 30 ~ 90V 150A ، OUT: 200A. يستخدم KEV إصدارًا مبسطًا من وحدة التحكم بخصائص أضعف.



BMS (نظام إدارة البطارية) - نظام إدارة البطارية. يحسب الشحن / التفريغ ، يتحكم في عملية شحن العناصر ويوازنها ، إذا لزم الأمر. الفرق من BMS التقليدية هو مرة أخرى في الموثوقية ، في أغلب الأحيان يحترق BMS الصيني خلال دائرة قصيرة مع لهب. يمكنك أن ترى الجهد على كل عنصر من عناصر البطارية ، تحت الحمل ، يمكنك التحكم في مقاومتها الداخلية. العيب الرئيسي للبطاريات هو زيادة التفريغ الذاتي وتدهور التمديد. المقاومة ، والتي يمكن أن تتلف البطارية بأكملها إذا لم يلاحظ ذلك في الوقت المناسب.

مراقبة حرارية مدمجة. تسمح لك إضافة هذه الوحدة إلى النظام باستخدام شحن البطارية إلى أقصى حد ممكن دون المساس بصحتها ، على سبيل المثال ، تقليل الطاقة عندما تكون البطارية فارغة تمامًا أو في درجات حرارة شديدة البرودة / الحرارة ، وتسريع عملية الشحن باستخدام خوارزمية الموازنة الخاصة بها.



تم اختيار محرك خارجي لتحويل الدراجة فقط يسمح لك بالحصول على لحظة جيدة على عجلة القيادة والمزيد من الطاقة مع وزن أقل. يزن هذا المحرك 3 كجم. للمقارنة ، يمكن أن يكون محرك العجلة من نوعين: محرك مباشر - "محرك مباشر" - يمكن أن يكون 1000 واط أو أكثر ، لكن وزنه من 6 كجم إلى 23 كجم فقط لكل محرك. ترس - ترس - يصل وزنه إلى 500 وات من 2 كجم ، وحرفيًا محركين 1000 واط يصل إلى 4.5 كجم. في الحالة الأولى ، من الضروري وضع حواف مقواة على الدراجة ، ومن الضروري بناء الحديد عند نقطة التعلق بمحور المحرك ، بحيث لا ينهار الإطار. لكن لا توجد عجلة محرك واحدة في فئة وزن مماثلة تسمح لك بالحصول على لحظة من 160 نيوتن متر على العجلة الخلفية.

خصائص KEV


2600
70
50
36,4~54.6V
1C (~1 )
CAN
DC-DC OUT: 13V 13W + 10W
FSTN 240x128 2.8"
Bluetooth 4,0 BMS


لضمان عالمية الاتصال ، تم اختيار ناقل CAN بجهد مدمج بجهد 13 فولت وحافلة طاقة منفصلة بجهد بطارية.


قلب النظام بأكمله هو جهاز التحكم الذي يتحكم في المحرك. إنه يحول الجهد المباشر من البطارية إلى جهد متناوب بتردد يصل إلى 1500 هرتز. (تردد PWM أعلى - حتى 20 كيلو هرتز) يتم استقبال إشارات التحكم إليه إما مباشرة أو من جهاز الكمبيوتر الموجود على الشاشة (الشاشة) عبر ناقل CAN. كما أن لديها محول مدمج Ubat. في 13V لضمان تشغيل الوحدات.

البطارية متصلة بالشبكة العامة عبر BMS ، كما هو مذكور أعلاه ، فهي تراقب البطارية لضمان عمرها الطويل. يحتوي أيضًا على محول 13 فولت لتشغيل الوحدات.

يتم توصيل الكمبيوتر الموجود على متن الطائرة عبر ناقل CAN بالجهد المدمج ، ويعرض المعلومات التي يتلقاها من الوحدات ، ويمكنه أيضًا تسجيل البيانات على بطاقة SD.

المتصل متصل أيضًا عبر CAN + 13V ولديه تحت تصرفه بطارية صغيرة للحماية من سرقة الدراجات عندما تكون البطارية الرئيسية مفقودة.

يدعم النظام توصيل ما يصل إلى 4 بطاريات وأجهزة تحكم في نفس الوقت ، على سبيل المثال ، للتحكم في المركبات ذات العجلات الأربع.

في الختام


في المقالات التالية ، سأخبرك بالمزيد حول تطوير الكمبيوتر ، وحدة التحكم ، نظام إدارة البطارية وكيف قمنا بتجميع البطاريات من الخلايا. إذا كان الأمر مثيرًا للاهتمام ، فسأكتب مقالة منفصلة حول اختبار محرك الأقراص على حامل ديناميكي أو كيفية قياس كفاءة حزمة المحرك + وحدة التحكم في المنزل.

Source: https://habr.com/ru/post/ar399029/

More articles:


All Articles