EBike kragmeter: 6 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Ek het onlangs 'n bergfiets in 'n elektriese fiets omskep. Die omskakeling het relatief vlot verloop, en toe ek die projek voltooi het, het ek ingespring en 'n vaart onder die loep geneem. Ek het die batterylading -aanwyser dopgehou, sonder om te weet hoe ver ek moet verwag dat die fiets op batterykrag gaan werk. Omtrent die tyd dat die kragmeter 80% gewys het toe ek redelik goed gevoel het, want ek het ver gegaan, het ek tot stilstand gekom met 'n leë battery. 'N Ongelukkige oproep na die vervaardiger het gelei tot woorde soos "O, die battery -aanwyser is regtig nie goed nie - die tegnologie is nog nie daar nie". Ek het beter as dit nodig gehad.

Ek wou weet watter rat my die beste doeltreffendheid gee, hoeveel kos die teenwind in die batterykapasiteit, watter kragvlak lewer die meeste kilometers, help dit regtig om te trap, indien wel, hoeveel? Kortom, ek wou weet of my battery my huis toe bring. Nogal deurslaggewend, dink jy?

Hierdie projek is die gevolg van my lang pedaal-aangedrewe rit huis toe. Hierdie klein module sit basies tussen die battery en die ingang van die e-bike-kragbron om die stroom en spanning van die battery te monitor. Boonop bied 'n wielsnelheidsensor spoedinligting. Met hierdie stel sensordata word die volgende waardes bereken en vertoon:

• Onmiddellike doeltreffendheid - gemeet in kilometer per ampère uur batteryverbruik
• Gemiddelde doeltreffendheid - sedert die rit begin het, km/ah
• Totale aantal AmpHours wat gebruik is sedert die laaste laai
• Batterystroom
• Batteryspanning

Stap 1: Belangrike gegewens

Die onmiddellike doeltreffendheid beantwoord al my vrae oor hoe om my batteryverbruik te verminder. Ek kan die effek sien van harder trap, meer e-power byvoeg, ratte verander of teenwind kry. Die gemiddelde doeltreffendheid vir die huidige rit (sedert aanskakel) kan my help om die benaderde krag te bepaal wat nodig is om terug te keer huis toe.

Die totale aantal AmpHours wat gebruik is sedert die laaste heffingsyfer, is van kardinale belang om by die huis te kom. Ek weet dat my battery 10 AH is (veronderstel om te wees), so al wat ek hoef te doen is om die getal wat getoon word, geestelik af te trek van 10 om my oorblywende kapasiteit te weet. (Ek het dit nie in sagteware gedoen om te wys dat AH oorbly nie, sodat die stelsel met enige battery kan werk en ek glo nie regtig dat my battery 10 AH is nie.)

Die verbruik van die battery is interessant, aangesien dit kan wys hoe hard die motor werk. Soms kan 'n kort, steil klim of 'n sanderige strek die battery vinnig verminder. U sal ontdek dat dit soms beter is om af te klim en u fiets teen 'n steil helling te stoot as om na die aanloklike gashendel te kom.

Die batteryspanning is 'n rugsteunaanwyser van die batterystatus. My 14 -selbattery sal amper heeltemal leeg wees as die spanning 44 volt bereik. Onder 42 Volt loop ek die risiko van skade aan die selle.

Daar is ook 'n foto van my skerm wat onder die standaard Bafang C961 -skerm gemonteer is wat by die BBSHD -motorsisteem kom. Let daarop dat die C961 my gelukkig verseker dat ek 'n vol battery het, terwyl die battery eintlik met 41% uitgeput is (4,1 AH van 'n 10 AH -battery).

Stap 2: Blokdiagram en skematiese

'N Blokdiagram van die stelsel toon aan dat die eBike Power Meter saam met enige battery / eBike kragstelsel gebruik kan word. Die byvoeging van 'n standaard fietsspoed sensor is nodig.

'N Meer gedetailleerde blokdiagram illustreer die sleutelkringblokke wat uit die eBike -kragmeter bestaan. Die 2x16 karakter 1602 LCD het 'n PCF8574 I2C -koppelvlakbord aangeheg.

Die kring is baie eenvoudig. Die meeste weerstande en kapasitors is 0805 vir maklike hantering en soldeer. Die DC-DC boksomskakelaar moet gekies word om die 60 Volt-batterylewe te weerstaan. Die uitset van 6.5 Volt word gekies om die uitvalspanning van die ingeboude 5 Volt -reguleerder op die Arduino Pro Micro te oorskry. Die LMV321 het spoor tot spoor uitset. Die versterking van die stroomsensorkring (16.7) word so gekies dat 30 Ampere deur die.01 Ohm stroomsensorweerstand 5 Volt sal lewer. Die huidige sensorweerstand moet 'n maksimum van 9 watt by 30 ampère hê, maar ek dink ek sal nie soveel krag (1,5 kilowatt) gebruik nie, maar ek kies 'n 2 Watt -weerstand wat geskat is vir ongeveer 14 ampère (750 watt motorvermogen)).

Stap 3: PCB

Die PCB -uitleg is gedoen om die grootte van die projek te verminder. Die DC-DC-skakeltoevoer is aan die bokant van die bord. Die analoge stroomversterker is onderaan. Na die montering sluit die voltooide bord die Arduino Pro Micro aan met vyf (RAW, VCC, GND, A2, A3) soliede leidings wat deur die gatweerstande geknip is. Die magnetiese wielsensor is direk gekoppel aan die Arduino -pen "7" (gemerk) en op die grond. Soldeer 'n kort varkstaart en 'n 2 -pins aansluiting om aan te sluit op die snelheidssensor. Voeg nog 'n varkstaart by 'n 4 -pins -aansluiting vir die LCD.

Die LCD- en I2C -koppelvlakbord word in die plastiekomhulsel gemonteer en aan die stuur vasgemaak (ek het smeltgom gebruik).

Die bord is beskikbaar by OshPark.com - u kry eintlik 3 borde vir minder as $ 4, insluitend aflewering. Hierdie ouens is die grootste!

Kort sidote - ek het DipTrace gebruik vir skematiese opname en uitleg. 'N Paar jaar gelede het ek al die freeware -skematiese opneem- / PCB -uitlegpakkette wat beskikbaar is, probeer en op DipTrace gevestig. Verlede jaar het ek 'n soortgelyke opname gedoen en tot die gevolgtrekking gekom dat DipTrace vir my inderdaad die wenner was.

Tweedens is die monteeroriëntasie van die wielsensor belangrik. Die as van die sensor moet loodreg op die pad van die magneet wees terwyl dit deur die sensor gaan, anders kry u 'n dubbele polsslag. 'N Alternatief is om die sensor te monteer sodat die einde na die magneet wys.

Laastens, as 'n meganiese skakelaar, lui die sensor meer as 100 uS.

Stap 4: sagteware

Die projek gebruik 'n Arduino Pro Micro met 'n ATmega32U4 -verwerker. Hierdie mikrobeheerder het 'n paar meer hulpbronne as die meer algemene Arduino ATmega328P -verwerker. Die Arduino IDE (Integrated Development System) moet geïnstalleer word. Stel die IDE vir TOOLS | RAAD | LEONARDO. As u nie vertroud is met die Arduino -omgewing nie, moet u dit nie ontmoedig nie. Die ingenieurs by Arduino en die wêreldwye bydraersfamilie het 'n werklik maklik om te gebruik mikroontwikkelaarontwikkelingstelsel geskep. 'N Groot hoeveelheid vooraf getoetste kode is beskikbaar om enige projek te bespoedig. Hierdie projek gebruik verskeie biblioteke wat deur bydraers geskryf is; EEPROM -toegang, I2C -kommunikasie en LCD -beheer en drukwerk.

U sal waarskynlik die kode moet wysig om byvoorbeeld die wieldiameter te verander. Spring in!

Die kode is relatief eenvoudig, maar nie eenvoudig nie. Dit sal waarskynlik 'n rukkie neem om my benadering te verstaan. Die wielsensor word onderbreek. Die welsensor -ontblokkering gebruik nog 'n onderbreking van 'n timer. 'N Derde periodieke onderbreking vorm die basis vir 'n taakskeduleerder.

Die toets van banke is maklik. Ek het 'n 24 Volt -kragtoevoer en 'n seingenerator gebruik om die snelheidssensor te simuleer.

Die kode bevat 'n kritieke waarskuwing vir 'n lae battery (knipperende skerm), beskrywende opmerkings en ruim ontfoutingsverslae.

Stap 5: Pak dit alles in

Die pad met die naam "MTR" gaan na die positiewe verbinding met die motorbestuurskringbane. Die pad met die naam "BAT" gaan na die positiewe kant van die battery. Retourleidings is algemeen en aan die teenoorgestelde kant van die PWB.

Nadat alles getoets is, sluit die samestelling in krimpwrap en installeer dit tussen die battery en u motorbeheerder.

Let daarop dat die USB -aansluiting op die Arduino Pro Micro toeganklik bly. Die aansluiting is taamlik broos, daarom het ek dit versterk met 'n ruim toediening van warmsmeltgom.

As u besluit om dit te bou, kontak die nuutste sagteware.

As 'n laaste opmerking is dit jammer dat die kommunikasieprotokol tussen die Bafang -motorbeheerder en die vertoningskonsole nie beskikbaar is nie, omdat die beheerder al die data "weet" wat hierdie hardeware -stroombaan versamel. Gegewe die protokol, sou die projek baie eenvoudiger en skoner wees.

Stap 6: Bronne

DipTrace -lêers - u moet die freeware -weergawe van DipTrace aflaai en installeer, en dan die skematiese en uitleg van die.asc -lêers invoer. Die Gerber -lêers is in 'n aparte gids ingesluit -

Arduino - Laai die gepaste weergawe van die IDE af en installeer -

Behuizing, "DIY plastiek elektronika -projekkas -omhulselkas 3,34" L x 1,96 "B x 0,83" H " -

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

LMV321 -

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

LCD -

I2C -koppelvlak -

Arduino Pro Micro -