Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?

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

 

Инструменты

Вам понадобятся:

  • 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.

Готово 🙂

 

Подключение

Назначения проводов и разъёмы немного отличаются в зависимости от контроллера:

  • Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?
  • Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?
  • Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?
  • Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?
  • Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?
  • Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?
  • Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?
  • Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?
Infineon 3 (6-FET) Infineon 3 (12-FET) Infineon 4 (6-FET) Infineon 4 (12,18-FET) Infineon 4 (24-FET)
  • 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)
  • Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?
  • Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?
Light, Mark I (Light+, Classic) Mark II, Infineon
LightЧёрный 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 🙂 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, InfineonБелый шестипиновый разъём «мама» и три чёрных разъёма XT150, подключаемых по цветам проводов.Если у мотора есть несколько комплектов датчиков холла — подключить нужно только один.

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.

  • Чёрный трёхпиновый разъём «папа» со стороны контроллера.
  • 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.

Два чёрных двухпиновых разъёма «папа» с чёрным и жёлтым проводами со стороны контроллера.

Можно подключить две ручки, можно одну, можно не подключать вовсе. В случае двух ручек — тормоз будет срабатывать при использовании хотя бы одной из них.

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.

Для чего электровелосипеду 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. Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?

Контроллер определяет положение ротора по датчикам и коммутирует напряжение батареи в нужный момент на нужную обмотку двигателя.

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

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.

Корпус и размещение контроллера

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, заспицеванного 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.

Разновидности педального ассистента

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.

Читайте также:  Как исправить восьмерку на колесе велосипеда: основные правила ремонта и обслуживания велосипеда

Какие контроллеры существуют на рынке?

Теперь давайте взглянем на рынок контроллеров для электровелосипедов. Начнём с одного из самых заказываемых на Aliexpress контроллеров. Схема контроллера электровелосипеда, как подключить? 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. Схема контроллера электровелосипеда, как подключить? 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, судя по набору проводов, не подразумевает подключение дисплея, хотя в самой плате, возможно, есть места для впайки дисплейного разъёма (TX, RX, DM, B+, GND — при это я расскажу в одной из будущих статей). 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. Схема контроллера электровелосипеда, как подключить? 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.

Контроллер с герметичной проводкой

Это более предпочтительный вариант, так как количество выходящих проводов значительно меньше, а значит проще произвести диагностику в случае возникновения неисправности.

Схема контроллера электровелосипеда, как подключить? 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, пять 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.

Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?

Контроллеры Electronbikes

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. Схема контроллера электровелосипеда, как подключить? 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.

Контроллеры центральных моторов

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

Автор статьи

Контроллер для электровелосипеда и электроскутера

Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?Контроллер управления для бесщеточного двигателя постоянного тока (BLDC, PMSM) – это важное звено в системе электрокомпонентов. Без контроллера электродвигатель не сможет даже запуститься, не говоря о его полноценной работе. Аккумуляторная батарея имеет 2 полюса – положительный и отрицательный, а мотор-колесо – 3 фазных провода. Поэтому подключить аккумулятор и двигатель напрямую невозможно. Для этого используется дополнительное звено – контроллер управления.

Выполняемые функции

Именно контроллер формирует в обмотке статора мотор-колеса вращающееся магнитное поле и получает ответные сигналы о позиции ротора. Сигналы поступают от датчиков Холла, а при управлении моторами без датчиков позиция роторов определяется по противо-ЭДС.

К тому же, контроллер управляет электродвигателем:

  • позволяет менять скорость движения – при смене положения ручки газа меняется число импульсов напряжения, подаваемых за секунду на обмотки, и вращение колеса ускоряется или замедляется;
  • обеспечивает рекуперацию энергии при торможении двигателем.

Контроллер выступает в роли понижающего преобразователя, поэтому проходящий по обмоткам мотора фазный ток может быть гораздо выше батарейного тока, поступающего от АКБ к контроллеру. Именно от него зависит мощность, поступающая на двигатель.

Например, при использовании мотор-колеса номинальной мощностью 1000 Вт можно кратковременно получать значения до 2000–2500 Вт.

Главное – использовать подходящий контроллер и постоянно контролировать температуру, чтобы не допустить перегрева двигателя.

Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?

Схема контроллера для электровелосипеда или электроскутера  

Контроллер для электрического велосипеда или скутера имеет алюминиевый корпус, из которого выходят разноцветные провода с разъемами для подключения разных устройств. Внутри скрыты:

  • главный узел – микроконтроллер;
  • силовые компоненты – шунты для измерения тока, конденсаторы, транзисторы;
  • понижающие преобразователи на 12 В и 5 В – обеспечивающие питание микроконтроллера и периферических устройств (датчиков положения, рычага газа).

Схема подключения

Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?

Общий принцип подключения выглядит так:

  1. Толстые провода черного и красного цвета – с соблюдением полярности подводятся к аккумуляторной батарее. При этом может появиться «искра», и даже возможно подгорание разъемов. Это нормально – так заряжаются конденсаторы на входе контроллера. Чтобы исключить искрение, достаточно ненадолго соединить контроллер и АКБ через резистор с сопротивлением в десятки Ом или воспользоваться лампочкой. Когда конденсаторы зарядятся, контроллер можно спокойно соединить с АКБ без посредников.
  2. Тройка толстых проводов разных цветов – обеспечивают подключение к фазным проводам 3-фазного электромотора.
  3. Связка из 5 тоненьких разноцветных проводов – идет к проводкам мотор-колеса, обеспечивают питание и передачу сигналов от датчиков положения.
  4. Отдельный красный проводок – «зажигание». При его замыкании на «плюс» АКБ происходит включение контроллера.
  5. Тройка тонких проводов (обычно – черный, красный и зеленый) – для подключения ручки газа.

Разновидности контроллеров управления

Критерий сравнения Типы Особенности
По принципу взаимодействия с электромотором Для использования с датчиками Холла Совместимы с мотор-колесами, оснащенными датчиками Холла.
Для работы без датчиков Совместимы с моторами без датчиков, определяют позицию роторов по противо-ЭДС.
Универсальные Могут работать и с датчиками положения, и без них.
По виду выходного сигнала Создающие сигналы прямоугольного вида (меандр) Цена таких моделей – ниже. При их использовании обеспечивается увеличенная скорость, но из-за вибрации обмоток двигатель шумит сильнее.
Создающие чистые синусоидальные сигналы. Дороже. Обеспечивают тихую работу мотора и небольшое снижение максимальной скорости – по сравнению с меандровым контроллером при том же напряжении АКБ.
Сознающие сигналы в виде «модифицированной синусоиды» или сглаженного меандра. Менее популярны.
По принципу реагирования на сигналы ручки газа Обеспечивающие управление скоростью, мощностью или крутящим моментом.
Читайте также:  Семейный ключ для каретки, втулки и спиц
Схема контроллера электровелосипеда, как подключить? Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?

Как выбрать контроллер для электровелосипеда?

При выборе контроллера для электровелосипеда или другого транспорта на электротяге нужно оценить рабочие характеристики устройства. Ключевые параметры обычно указаны в маркировке. По ней можно узнать:

  • рабочее напряжение батареи и мощность мотора (номинал), для применения с которыми предназначено устройство;
  • предельный ток АКБ;
  • минимум напряжения АКБ, когда происходит отключение контроллера;
  • подходящее расположение датчиков Холла в электромоторе – в электрических градусах по отношению друг к другу.

Для расчета предельной мощности контроллера находим произведение допустимых величин напряжения и силы тока. Диапазон мощности у таких приборов широкий.

Для велосипедов на электротяге обычно используются модели с номиналом мощности от 350 до 2000 Вт. Для электрических скутеров – от 1000 до 4000 Вт. Для электромотоциклов – от 5000 до 10 000 Вт.

Для электромобилей – от 10 000 до 50 000 Вт и более.

О совместимости

Контроллер, рассчитанный на использование с батареей напряжением 36 В, не стоит подключать к АКБ большего вольтажа.

Вначале необходимо вскрыть контроллер и проверить, рассчитаны ли на увеличенное напряжение его компоненты, включая транзисторы и конденсаторы. Возможно, понадобится заменить и резистор в делителе напряжения.

Но в продаже встречаются универсальные контроллеры с большим разбросом допустимых входных напряжений, к примеру, от 48 до 72 В или от 24 до 100 В.

Программируемые модели и их задачи

Схема контроллера электровелосипеда, как подключить?Программируемые контроллеры соединяются по Bluetooth со смартфоном и позволяют настраивать рабочие характеристики – от значений аккумуляторного и фазного токов до углов фазного опережения.

При выборе управляющих контроллеров учитывается и наличие второстепенных функций:

  • круиз-контроля;
  • обратного хода;
  • возможности выбора скоростного режима или мощности;
  • рекуперации энергии при торможении;
  • отдельного выхода для электропитания фары и габаритных огней.

Расширение функционала

Широкий ассортимент контроллеров позволяет выбрать прибор, по максимуму подходящий под конкретные цели. Наряду с интернет-магазинами, есть специализированные мастерские, для которых не составляет проблемы вывести из контроллера управления провода под нужные заказчику функции.

Многие печатные платы имеют большой функционал, но в серийно поставляемых моделях он используется только частично. К примеру, у многих моделей не выведен провод для круиз-контроля, заднего хода, рекуперации энергии и других возможностей. Но специалисты мастерской VoltBikes могут вывести провода под конкретные задачи непосредственно при покупке контроллера.

О цене

Контроллеры можно купить в разных категориях:

  1. Дешевые модели, предназначенные для внутреннего китайского рынка. Они не имеют расширенного функционала и просто позволяют ехать. Как правило, бывают 2-режимные, могут работать совместно с датчиками Холла и без них.
  2. Китайские модели, ориентированные на экспорт. Позволяют подключать дисплеи и обеспечивать беспроводное управление по Bluetooth.
  3. Устройства производства Германии и США – самые дорогие.

В предыдущей статье нашего блога рассказывается о возможности установки на электросамокат дополнительной батареи.

  • 24 декабря 2020 г.
  • 41390 просмотров

Контроллер для электровелосипеда 36/48 В 18 А 350 Вт

Пожалуй самый простой бюджетный контроллер для электровелосипеда мощностью 350 Вт с моторколесом (BLDC двигателем). Средняя цена около 700 руб. с доставкой из Китая. Несмотря на дешевизну он вполне надёжный и функциональный.

Доставка из Китая

Ускоренная доставка PLUS

Основные характеристики контроллера

  • Питание от батарей с номинальным напряжением 36В, 48В
  • Возможна работа моторколеса как с датчиками Холла, так и без них
  • Автоматическое определение фазового угла датчиков Холла 60/120 градусов
  • Номинальная мощность 350 Вт
  • Максимальный ток 16-18A
  • 6 FET транзисторов
  • Размеры 10.3x7x3.5 см

Назначение проводов

  1. Три толстых провода на двигатель / желтый, синий, зеленый (три фазы мотора)
  2. Два толстых провода / красный “+”, черный “-” на батарею и тонкий красный – на “зажигание”, при его подключении на красный толстый провод включается контроллер
  3. Пять проводов на датчики холла / красный “+5В”, черный “-“, желтый, синий, зеленый – сигналы с датчиков
  4. Провод на датчик тормоза (при замыкании на “-” отключается двигатель)
  5. Выход сигнала скорости (дублирует сигнал одной из фаз, напряжение +5В)
  6. Три провода на ручку газа / красный “+5В”, черный “-“, зеленый “сигнал 0,8 … +4,2 В”
  7. Два провода на переключатель максимальной скорости (душилка) мощность при этом не меняется. Три уровня:
    • 100% – ни один из проводов не подключен к “-“,
    • 75% – синий провод подключен к “-“,
    • 120% – черный провод подключен к “-“
  8. Два белых провода – “обучение”

Контроллер работает с ручками и курками газа на датчике Холла. Здесь собраны некоторые из них.

Обучение контроллера

Для того, чтобы контроллер понимал, в какую сторону вращать мотор, определить угол датчиков холла, необходимо произвести обучение. Обучение нужно провести только при первом включении системы, в дальнейшем вся нужная информация будет храниться в энергонезависимой памяти контроллера.

В процессе обучения также контроллер понимает на какое напряжение установлена батарея – 36 или 48 В. Эту информацию он использует, чтобы отключить питание системы, когда она окажется разряжена.

Функция защиты от переразряда присутствует и в BMS литиевой батареи, так что защита получается двойная и что-то из них сделает это первым.

При обучении необязательно, чтобы батарея была заряжена полностью. Ему достаточно любого значения из диапазона возможного напряжения. У батарей номиналом 36 В этот диапазон 30…42 В, у батарей 48 В – 39…54,6 В. Так как напряжение 48-ми вольтовой батареи при низком заряде залазит в область напряжений батареи 36-ти вольт, нужно её подзарядить перед обучением хотя-бы до 43 вольт.

Процесс обучения:

  1. Нужно вывесить колесо, чтобы оно могло свободно вращаться
  2. Соединить два провода обучения
  3. Подключить батарею
  4. Включить “зажигание” (красный тонкий провод на + батареи)
  5. Если колесо вращается в верном направлении – выключаем “зажигание” и разъединяем провода обучения. Обучение закончено
  6. Если колесо вращается не в ту сторону, размыкаем провода обучения и соединяем снова, направление вращения изменится, выключаем “зажигание” и разъединяем провода обучения. Обучение закончено

Что интересного внутри контроллера

Если вскрыть контроллер можно увидеть не совсем опрятную плату, по крайней мере у меня произошло так. Плату проверить всё же желательно, я обнаружил неотмытые капельки припоя, которых по хорошему там быть не должно. Также стоит обратить внимание на наличие термопасты на радиаторе с мосфетами. Электролитические конденсаторы по питанию установлены на 63 В.

Мосфеты P65NF06 с предельно допустимым напряжением сток-исток (Uds): 60 В. То есть контроллер можно запитывать от батарей с немного более высоким напряжением, чем привычных, 48 В (54,6 мах). Это литий-ионная батарея 14S или литий-железо-фосфатная 16S. Напряжения этих полностью заряженных батарей 58,8 В и 58,4 В соответственно.

Максимальная скорость в этом случае будет чуть больше.

Дополнительные функции контроллера

Кроме того на плате есть точки дополнительных функций, которые не выведены в общем пучке проводов. Функция срабатывает при подключении точки к общему проводу (GND). (Любой черный провод на плате это общий или GND).

Точки подписаны следующим образом:

BH тормоз высокий (срабатывает при подключении на +5 В)
BL тормоз низкий (срабатывает при подключении на GND)
DD реверс (задний ход, если позволяет конструкция мотора)
HI понижение максимальной скорости
LO повышение максимальной скорости
XH круиз контроль (поддержка заданной скорости)
TS вход сигнала ручки газа
XX обучение (для входа в режим нужно соединить две точки)
EBS торможение двигателем (активируется по сигналу с датчика тормоза)
а3 противоугонка, режим паркинг (при подключенной батарее контроллер тормозит двигатель и не даёт укатить аппарат)

Возможно кому-то эти функции пригодятся для своих проектов.

Принципиальная схема контроллера электровелосипеда 350 Вт

Эта схема также встречается в контроллерах мощностью до 350 Вт, выполненных в других корпусах.

R16 (шунт) на схеме это и есть тот шунт, от сопротивления которого зависит максимальный ток, подаваемый в мотор. Для увеличения тока сопротивление нужно уменьшить, например лужением. Для уменьшения, соответственно, сделать тоньше.

Смотрите также как своими руками прошить плату (контроллер) от гироскутера под управление с ручки или педалей газа. На основе такой платы можно построить электросамокат, электровелосипед, трайк, детский электромобиль с приводом на два колеса.

Мощный контроллер электровелосипеда 45 ампер

Всем привет. На этой странице сайта хочу провести обзор мощного синусного контроллера от компании Suzhou KUNTENG Electronics сокращённо КТ.

Который я планирую протестировать на своём фэтбайке, на котором уже установлен вполне тоже мощный контроллер на 12 мосфетов и он вполне справляется со своими задачами, но имеет на выходе трапециевидную волну, в интернете ходят споры что синусная волна намного эффективнее и мотор работает тише трапециевидной и что бы проверить в практике я и приобрёл этот контроллер, впрочем на тот момент он мне попался по скидке.

В целом практически все контроллеры работают по одному принципу, мотор имеет три фазы и контроллер попеременно подаёт на эти фазы напряжение, на них образуется магнитное поле, которое притягивает ротор к следующий фазе, и чем чаще контроллер подаёт импульсы, тем быстрее крутится ротор, что бы контроллер понимал в каком положении на данный момент находится ротор в моторе зачастую установлены датчики холла их так же как и фаз три, но так же бывают моторы и без датчиков холла и контроллеры которые могут работать без них.

Читайте также:  Велосипед Пуки (puky) fitsch, cat, zlx, crusader, skyride - обзор моделей, преимущества, цены, отзывы

В чем разница между трапециевидной волной и синусной? Трапециевидная волна работает по принципу включено выключено, то есть сигнал подаётся прерывисто, а синусный работает по принципу нарастания и угасания, исходя из этого наверно стоит полагать что мотор будет работать все же тише, но так как у меня редукторный мотор я думаю, что не услышу отличий, но все же попробуем. А вот если бы был мотор прямого привода, то там наверно отличия были бы более заметны. Для этого я наверно к следующему сезону соберу с этим контроллер сборку на прямом приводе думаю возьму мотор на 1000 ватт.

Почему я выбираю контроллеры серии КТ? Во-первых, потому что к ним компания разработала разнообразные многофункциональные ЛСД дисплеи и на данный момент они считаются самыми информативными и надёжными, да и выглядят вполне достойно, есть в линейке даже цветные дисплеи. Так же эти контролёры надёжные и работают стабильно если их не нагружать сверх их характеристик.

Существует несколько типов контроллеров, и они в основном различаются по мощности и количеству мосфетов, это контроллеры на 6 мосфетов и в зависимости от начинки адекватно могут работать с моторами мощностью 250 — 500 ватт, контроллеры на 9 мосфетов эффективно могут работать с моторами 500 750 ватт, на 12 мосфетов безопасно можно эксплуатировать моторы 750 1000 ватт, а на 18 мосфетов можно поставить мотор до 3 киловатт, в целом у всех контроллеров есть запас плюс 10-15 процентов, так же все они могут работать в достаточно широком диапазоне по вольтажу, от 36 до 63 вольт, а в некоторых вариантах контроллеры выполнены так что бы можно было ставить 72х вольтовый аккумулятор.

  • Итак, вот у меня получается один из самых мощных контроллеров, правда эта модель рассчитана на работу от АКБ с максимальным вольтажом до 63 вольт
  • Это синусный контроллер, то что это именно синусный контроллер видно по маркировке вот этот символ S говорит о том, что этот контроллер имеет синусную волну, в контроллере с трапециевидной волной стоит символ Z
  • В моем случае это модель KT48SVPRK-LCD
  • Максимальный ток 45 ампер
  • Номинальное напряжение 48 вольт – максимально этот контроллер может работать от 63 вольт
  • Номинальный ток 22 ампера, это ток безопасной продолжительной нагрузки
  • Защита от низкого напряжения составляет 39 вольт, то есть 36 вольтовая батарея будет отключатся при достижении этого значения
  • его размеры
  1. Длина 235 мм
  2. Ширина 80 мм
  3. Толщина 40 мм
  4. Длина с крепёжными отверстиями составляет 256 мм

Распиновка здесь такая

  • Мощные жёсткие провода красный и чёрный на них подаётся питание
  • Три толстых провода синий – жёлтый – зелёный к ним подключаются фазные провода мотора
  • Вот этот шестипиновый разъем подключается к датчикам холла мотора
  • Этот пятипиновый разъем подключается к любому дисплею серии КТ которых достаточно много, я обычно выбираю проверенный дисплей LCD 3
  • Этот трехпиновый разъем подключается к ручке или курку газа
  • Эти два разъёма подключаются к датчикам тормозов в целом можно обойтись без них, но я обычно ставлю.
  • Этот трехпиновый разъем подключается к пас ассистенту, кстати замечательная функция
  • Эти два провода включают и отключают функцию круиз контроля, но это можно сделать и в дисплее при настройках параметра Ц7 – цифра один включён, цифра ноль выключен.
  • А к этому разъёму можно подключить фару, но на выходе весь вольтаж батареи правда с минимальной силой тока, фару до 5 ватт должен потянуть при подключении более мощной может сгореть понижающая плата в контроллере.
  1. Давайте теперь посмотрим, что внутри контроллера, для этого надо открутить шесть винтов которые крепят крышку.
  2. Вот эти силовые конденсаторы все до 63 вольт и на 470 микрофарад, поэтому если подключить аккумулятор с большим напряжением они попросту могут выйти из строя, а в некоторых случаях и взорваться.
  3. Здесь 18 мосфетов которые поджаты к корпусу для рассеивания нагрева, между корпусом и мосфетами наклеен термостойкий скотч, который предотвращает замыкание, мосфетов по шесть на каждый фазный провод мотора, чем больше мосфетов тем большую силу тока они могут пропустить.
  4. В этом контроллере один тип мосфетов с маркировкой TK150E09NE рабочее напряжение до 85 вольт, то есть если в контроллере заменить все силовые конденсаторы, например, на такие до 100 вольт, установить более мощный рассеивающий резистор или стабилитрон что бы на ЛМку не приходило более 40 вольт, то можно уже использовать аккумуляторную батарею например на 80 вольт, что повысит скорость электровелосипеда, но так как LCD дисплеи уже не рассчитаны на такой вольтаж то и в нем надо будет что то дорабатывать.
  5. Вот здесь находятся аж два шунта, обычно один, залудив которые можно немного поднять мощность контроллера.
  6. Этот резистор гасит напряжение батареи до 40 вольт, далее идёт понижающий регулятор напряжения под маркировкой LM317T который снижает напряжение до примерно 15 вольт, далее следует ещё один стабилизатор, который понижает напряжение до 5 вольт которые уже запитывают всю логику контроллера через микроконтроллер, желательно на этот регулятор LM установить какой-то дополнительный радиатор потому как он достаточно сильно нагревается.
  7. Что бы включать электровелосипед через ключ, вот, например, установив вот такую ручк газа, нужно вот этот красный провод, который идёт на питание дисплея, подключить в разрез через выключатель на ручке газа, в нем всего 5 вольт, и если не будет питания на дисплей, то электровелосипед не включится.
  8. Впрочем, в дисплеях серии КТ есть функция доступа через пароль, настраивается он в дисплее параметром C 9 но следует хорошо его запомнить потому как сбросить его не получится и поможет только пере прошивка дисплея.
  9. Так же если установить где-то секретный выключатель на вот эти контакты, которые идут на датчики тормоза, при замыкании которых дисплей включится, но сам велосипед не поедет, этим можно тоже уберечь велосипед от электроугона, но не уберечь от угона обычным способом.
  10. Для вспугивания угонщика или вредителя можно установить в скрытом месте вот такую сигнализацию, она сначала предупредит разовым сигналом, но при дальнейшем движении электровелосипеда включится на полную мощность, таким образом вы будете оповещены что к вашему транспортному средству применены противоправные действия.
  11. Если у вас мотор прямого привода в контроллере через дисплей можно включить рекуперацию параметром С13, это позволит осуществлять некоторое торможение мотором, а также так как мотор будет работать в режиме магнето он возвратит часть энергии и при движении, например, с горки, но возвращаемая энергия очень мала и будет практически не заметна.

Что я доработаю перед тестами контроллера. Для начала пропаяю силовые дорожки с двух сторон, частично залужу шунты, и на ЛМКУ поставлю небольшую алюминиевую пластину для большего рассеивания тепла.

Кстати нашёл фото такого же контроллера, но уже на 60 вольт, и по фото видны некоторые различия, это установлен дополнительный резистор, и дополнительная ЛМКА, маркировки правда не разглядеть, что примечательно на моём контроллере в плате есть отверстия и дорожки под эти дополнительные детали.

Тем временем я пропаял силовые дорожки, залудил шунт, и поставил вот такую пластину на LM которая изогнута таким образом, чтобы через теплопроводящие силиконовые прослойки прижималась к крышке контроллера тем самым хоть немного улучшится отток тепла от неё.

Собрал все обратно, теперь можно провести тесты. Для этого я сначала измерю уровень шума работающего мотора на контроллере с трапециевидным сигналом посредством программы смартфона.

И потом при тех же условиях проверю синусный контроллер, но мне кажется все это не точно. Синусный контроллер мощнее и скорее всего мотор будет крутить с большей скоростью, и соответственно будем наверно даже шумнее.

Не знаю, как вам, но мне все же интересно.

Я уже провёл тесты в холостом режиме, видео будет чуть далее, сейчас хочу рассказать о своих впечатлениях, в целом по шумометру если доверять такому способу то различий нет, по мне шумность одинаковая, и мне показалось что контроллер с трапециевидной волной работает более стабильно, но на средних скоростях контроллер с синусной волной работает плавнее и тише на мой взгляд, так же при работе на синусном контроллере мне слышался какой то сбивчивый ритм работы мотор колеса, но все же оно крутилось нормально. По скорости я различий не увидел, правда, когда записывал видео дисплей завис на одной скорости и я этого не заметил пока не стал монтировать ролик, без записи видео так же крутил мотор там были показания скорости, которые схожи у обоих контроллеров. В общем вот такой неоднозначный опыт, я с этим синусным контроллером буду собирать электровелосипед на моторе с прямым приводом и там уже проведу тесты на ходу. А сейчас у меня все, надеюсь вы оцените мои труды лайком и комментарием, а возможно и подпиской, хоть и обзор получился неоднозначным, но я старался, и у меня на это ушло уйма времени. Спасибо. До свидания.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector