pas датчик для электровелосипеда зачем нужен
Как управлять скоростью на электровелосипеде?
В вопросе, как управлять электровелосипедом, нет ничего сложного, но на начальном этапе у пользователей могут возникнуть сложности. Избежать их поможет простой алгоритм действий по включению «зажигания» и регулировке скорости электровелосипеда. Итак, нужно:
Дополнительные рекомендации по управлению электровелосипедом
Чтобы повысить комфорт и безопасность передвижения на электробайке, нужно обеспечить наиболее удобную посадку райдера. Ранее мы уже писали о том, как правильно отрегулировать сиденье на электрическом велосипеде. Для проверки правильной высоты сиденья сядьте на него и возьмитесь за руль. Если ноги достают до земли, и по бокам обеспечиваются дополнительные точки опоры (как на мотоцикле), сиденье настроено правильно. В таком положении удобно передвигаться по городу, т.к. есть возможность без проблем остановиться на светофоре, в пробке и в других подобных обстоятельствах.
Начинающим райдерам важно избегать крутых и резких поворотов – такие маневры допустимы только при наличии уверенных навыков вождения. В целях безопасности перед каждым поворотом нужно заранее сбавлять скорость, и не повышать ее до прохождения поворота. С особой аккуратностью и внимательностью нужно ездить на электровелосипедах с большой скоростью. Это важно для безопасности райдера и окружающих людей.
При оснащении мощными моторами велосипеды фактически превращаются в электромопеды. Использовать такие транспортные средства разрешается только при наличии водительского удостоверения. В продаже встречаются электровелосипеды со скоростью 100 км/ч и выше. Управлять такими транспортными средствами сложнее, чем менее мощными моделями, – по характеристикам они сравнимы с мопедами и мотоциклами. Такие модели более актуальны для гоночных треков, чем для использования в повседневной жизни.
Датчики частоты вращения педалей и крутящего момента
Перед тем, как купить электровелосипед, вы должны уяснить для себя различия между датчиком частоты вращения педалей (cadence sensors) и датчиком крутящего момента (torque sensor). Эти датчики «говорят» мотору электровелосипеда о том, сколько помощи необходимо обеспечить. От типа датчика зависят ощущения от педалирования и расход заряда аккумуляторной батареи.
Некоторые велосипедисты считают, что разница между более дешевым датчиком частоты вращения педалей и более модным и дорогим датчиком крутящего момента огромна. Они уверены, что датчики значительно влияют на качество езды.
Для других велосипедистов датчики крутящего момента — это маркетинговый ход не стоящий своих денег. Их вполне устраивает датчик частоты вращения педалей. В итоге мы имеем две религиозные секты. В какую бы вы ни попали, вам будет полезно знать разницу между этими двумя электронными штучками.
Датчики частоты вращения педалей
Датчики частоты вращения педалей появились на электровелосипедах первыми. Они измеряют, насколько быстро вы крутите педали с помощью группы магнитов расположенных вокруг шатунов. Электровелосипед может иметь 8-14 магнитов, расположенных по кругу, При обнаружении движения датчик сообщает двигателю, что пора начать работу.
Электровелосипеды с датчиком частоты вращения педалей устроены таким образом, что мощность работы двигателя зависит от скорости вращения педалей и выбранного уровня помощи педалированию. Например, если на вашем велосипеде установлен низкий уровень помощи педалированию, то мотор будет иметь некий предел мощности, которую он может обеспечить при заданной частоте вращения педалей.
Почти все электровелосипеды стоимостью меньше 1500 долларов, оснащены только датчиком частоты вращения педалей.
Датчики крутящего момента (торк-сенсоры)
Датчики крутящего момента (torque-sensor) измеряют, насколько сильно вы нажимаете на педали.
На первый взгляд может показаться, что частота вращения педалей напрямую связана с усилием. Отчасти это так, но не всегда. Например, при подъеме в гору, перевозке тяжелого груза или трогании с места вам потребуется больше мощности, чем при движении по ровной дороге. Точно так же вы, вероятно, хотите, чтобы ваш электровелосипед меньше помогал мотором при спуске с горы. Поскольку датчик крутящего момента постоянно анализирует усилие, а не просто реагирует на вращение, он может регулировать помощь двигателя более динамично и адекватно особенностям ситуации.
Допустим, вы ехали по ровной дороге, а потом начинаете подниматься на холм. На велосипеде с датчиком частоты вращения педалей вы, получите помощь мотора одинаковой мощности, как при подъеме в гору, как и на ровной поверхности. Если при езде по равнине у вас был установлен режим слабой поддержки педалирования, перед началом подъема вы можете увеличить помощь переключившись на более мощный режим.
С датчиком крутящего момента мощность двигателя может изменяться более широко и динамично. В некоторых случаях вам не потребуется переключаться на более мощный режим поддержки при подъеме на холм, потому что контроллер электровелосипеда и так «поймет», что вам нужна дополнительная помощь мотором.
Электровелосипеды оснащенные датчиками частоты вращения педалей в мощных режимах поддержки могут делать рывки при начале вращения педалей, т.к. мотор вкатывает излишнюю мощность. Системам оснащенным датчиками вращения, как правило, требуется больше времени, чтобы «вычислять» вашу частоту вращения педалей.
Электровелосипед с датчиком крутящего момента лучше «понимает», когда и сколько мощности нужно мотору для адекватной ситуации поддержки. Если вы мягко и осторожно поворачиваете педали (скажем, при езде по скользкому субстрату), байк не ввалит тонну мощности, даже если вы установили высокий уровень поддержки.
Электровелосипед с хорошо интегрированным в систему датчиком крутящего момента будет ощущаться почти, как обычный велосипед без мотора. Просто вам будет казаться, что у вас очень мощные ноги.
Электровелосипеды оснащенные датчиками крутящего момента используют ровно столько энергии, сколько необходимо, поэтому расходуют заряд аккумуляторной батареи более бережно. Но за все приходится платить. Датчики крутящего момента — это сложные электронные компоненты, поэтому их производство намного дороже. Большинство электробайков с датчиками крутящего момента стоят больше 2000 долларов. Если в спецификации велосипеда не указан тип датчика, он почти наверняка использует только датчик частоты вращения педалей.
Всегда ли датчики крутящего момента лучше?
По моему опыту, да. Но есть некоторые нюансы, о которых следует знать. Некоторые электровелосипеды с датчиками частоты вращения педалей используют более плавные кривые подачи мощности и/или имеют больше магнитов «считывающих» частоту вращения педалей через меньшие интервалы.
В двигателе Shimano Steps E5000 используется датчик крутящего момента.
Этот график показывает, что оба режима поддержки «Высокий» и «Нормальный» могут обеспечить одинаковый максимальный уровень помощи. Просто в «Высоком» режиме мощность нарастает быстрее с меньшими усилиями с вашей стороны.
Если вам нужна ручка «газа», вы с большей вероятностью найдете ее на электровелосипедах с датчиками частоты вращения педалей. Это потому, что большинство электровелосипедов с датчиком крутящего момента имеют центральные (кареточные) моторы, и большинство из которых не поддерживают ручки «газа».
Люди с чувствительными или больными суставами могут предпочесть электровелосипеды с датчиками вращения, поскольку на них можно ездить не прикладывая особых усилий. Достаточно просто крутить педали.
Стоят ли датчики крутящего момента дополнительных денег?
* Если вы увлечены поездками по горам и технически сложным трассам.
* Если вам не жалко дополнительной тысячи долларов за более совершенный электровелосипед.
* Если вы фанатеете от современных технологий в ебайководстве.
* Если электровелосипед — это просто транспорт для передвижения от дома до работы, перевозки грузов, или для поездок по делам или прогулок.
* Если вы ездите по равнине.
По возможности, попробуйте протестировать электровелосипеды с разными датчиками. Никакие тексты или видео-ролики не помогут вам понять нюансы отличий этих двух систем.
Источник
Автор текста: Napier Lopez
Перевод: Дмитрий Константинов
Фотографии производителей
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-вторых, КПД этих двигателей ниже, а вес больше. В третьих, они имеют ограниченный диапазон скоростей вращения. Всех этих недостатков трёхфазные асинхронные двигатели лишены.
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.
На Токе заряженный портал
Контроллер электровелосипеда: что это, принцип работы, виды, выбор, популярные модели, подключение — На токе
Контроллер электровелосипеда: что это, принцип работы, виды, выбор, популярные модели, подключение
В этой теме мы поговорим о такой важной составляющей электрического велосипеда как контроллер (устройство управления, блок управления). Безусловно, многих пользователей заинтересует данная информация, ведь контроллер является «мозговым центром» электробайка и любой уважающий себя юзер просто обязан знать все связанные с ним подробности.
Содержание:
Что такое контроллер?
Итак, велосипед оборудованный электрической тягой предполагает наличие на борту контроллера, который регулирует работу силового агрегата. Как мы все знаем, технический прогресс на месте не стоит и развитие индивидуального электротранспорта повлекло за собой разработку новой аппаратуры, не только более эффективно выполняющей свои функции, но и занимающей намного меньше пространства на e-bike. Контроллер не имеет подвижных деталей, а команды электродвигателю передаются посредством импульсов.
На блок управления возложены такие обязанности:
1. Трансформация постоянного напряжения электронакопителей в 3-х фазный ток для моторизированного колеса.
2. Регулировка мощности электродвигателя, в зависимости от степени воздействия на рукоять газа.
3. Защита электромотора.
4. Запуск силового агрегата.
5. Снижение уровня вибраций электродвижка при старте, что позволяет продлить срок его службы.
6. Включение и выключение электроники.
7. Управление скоростью и крутящим моментом.
8. Обеспечение контролируемой остановки средства передвижения.
9. Защита электрической системы аппарата от перенапряжения, перегрева и токовой перегрузки.
10. Отображение на панели управления рабочих параметров электросистемы.
11. Контроль напряжения аккумуляторной батареи и отключение электроники при критическом понижении напряжения — для защиты электронакопителя от глубокого разряда.
12. Дополнительно, на некоторых моделях электровелосипедов, осуществляется обратное преобразование энергии в момент торможения — так называемая рекуперация. Так вот, за неё также отвечает контроллер — он должен поддерживать режим рекуперации.
Внешний вид контроллера вы вряд ли спутаете с чем-то другим — это металлическая коробка с большим количеством выходящих из неё проводов. Они в свою очередь, стыкуются с органами управления расположенными на руле, аккумуляторной батареей, электрическим двигателем, датчиками Холла и бортовым компьютером.
Иногда девайс помещают в специальный бокс, защищая его таким образом от негативного воздействия окружающей среды и вдобавок, имеет место эстетическая сторона дела — так красивее будет. Однако здесь может быть один неприятный момент: если вы используете непроветриваемый чехол, то во время интенсивной работы контроллера, его перегрева просто не избежать. Такой «накал» может повлечь за собой оплавление проводов и контактов, а в самом худшем случае, гаджет полностью выйдет из строя.
В состав контроллера входят такие компоненты:
Принцип работы блока управления
Сигнал идущий на приспособление исходит от ручки акселератора. Устройство принимает данные и отталкиваясь от них изменяет частоту вращения электродвижка. Для того чтобы продлить срок работы агрегата, во время замедления должно обеспечиваться плавное понижение длины импульсов. Помимо всего прочего, контроллер может предложить электробайку движение задним ходом.
Устройство продлевает жизнь аккумулятору, который не должен доходить до глубокого разряда. Для этого в блок управления внедряется пороговый показатель заряда и когда он достигается, происходит отключение электродвигателя. Контроллер отслеживает температуру системы, что не допускает токовый перегруз. При подборе управляющего устройства нужно в обязательном порядке учитывать напряжение АКБ, максимальный рабочий ток и другие параметры.
Виды контроллеров
Разделение данных приспособлений происходит по нескольким критериям.
По типу обратной связи:
1. Для работы с датчиками Холла.
2. Без них.
3. Универсальные контроллеры. Они совмещают в себе первый и второй пункты.
По типу выходного сигнала:
1. Прямоугольная форма (меандр). Подобные гаджеты применяются на более дешёвых моделях электровелосипедов, да и сами недорогие. Они дают возможность пользователю получить большую скорость вращения, но в то же время, это ведёт к повышению шумности работы электродвигателя. А шумит движок по причине возникновения микровибрации обмоток под действием сигнала такой формы.
2. Сигнал в виде синусоиды. Скорость вращения меньше, зато и звук вращения электромотора полностью отсутствует.
3. Имеет место и промежуточное исполнение — «модифицированная синусоида». Эту вариацию можно назвать «сглаженный меандр». Однако такая разновидность не возымела популярности у юзеров.
Контроллеры могут иметь разную реакцию на сигналы поступающие от рукояти акселератора: в одном случае вы будете регулировать скорость, в другом — мощность или тягу движка.
Выбор устройства управления
Обычно, устройство для эксплуатации на электробайке имеет в своём распоряжении наклейку либо маркировку, по которым можно вычислить его главные параметры.
Рассмотрим к примеру вот такую наклейку:
Контроллер предназначается для бесщёточного электромотора номинальной мощностью 350 W. Может обслуживать аккумулятор с номинальным напряжением 36 V (предельно допустимое напряжение около 44 V). Блок управления отключится при минимальном напряжении АКБ в 31,5 V, предельный максимальный ток — 25 A.
Датчики Холла должны располагаться в электромоторе через 60 или 120 электрических градусов. Для определения мощности блока управления потребуется перемножить максимальное напряжение и максимальную силу тока. По итогу мы выведем максимальную мощность управляющего устройства: 44 V x 25 A = 1100 W.
Разброс устройств управления по мощности весьма широк:
Программируемые устройства управления
Среди пользователей всё больше востребованы программируемые управляющие устройства. Они дают возможность менять показатели: от величины аккумуляторного и фазного токов, до углов опережения фаз и ослабления поля. Подсоединение к компьютеру осуществляется посредством USB-кабеля, а с мобильными устройствами, такие контроллеры стыкуются через Bluetooth.
При выборе блока управления обращайте внимание на вспомогательные функции: реверс, рекуперация, индивидуальный выход запитки для осветительных приборов, режимы выбора скорости и уровня мощности и т. д.
Популярные блоки управления для e-bike
Далее мы рассмотрим модели контроллеров, которые по праву заслужили у пользователей высокую степень доверия. В списке они представлены в порядке от дешёвых к дорогим:
У перечисленных приспособлений разные ценники. В среднем, себестоимость приведённых изделий варьируется в пределах 4-15 тыс. руб. Все управляющие блоки имеют в своём распоряжении разные функции, но есть у них и кое-что общее:
1. Рекуперация. Данная опция отвечает за заряд источника энергии, в то время как силовой агрегат во время замедления электробайка, функционирует в режиме генератора. Вещь конечно полезная, однако для относительно лёгкого электровелосипеда мало эффективная. Реально, она не даст вам серьёзной прибавки к пробегу.
2. Трёхпозиционный переключатель. Обеспечивает работу электромотора в 3-х режимах, что даёт возможность райдеру настраивать оптимальный темп езды.
3. Простота эксплуатации. А вот это, пожалуй, самое главное, что роднит рассматриваемые контроллеры. Выяснить, как это всё функционирует — не сложно, даже неопытным юзерам.
4. Компактность. Это кстати является не слабым преимуществом, ведь намного удобнее, когда из вашего электрифицированного вело ничего не торчит и со стороны всё смотрится аккуратно.
Скорее всего, у пытливого райдера возникнет вполне резонный вопрос — если у данных приспособлений так много общего, почему тогда цена так разнится. Чтобы получить ответ, потребуется исследовать каждый блок управления по отдельности, чем мы дальше собственно и займёмся.
MARK I
1. Данное изделие может «сотрудничать» как с аккумуляторами на 36 V, так и с АКБ на 48 V. Это даёт возможность подобрать нужную именно вам мощность. Для тех, кто забыл: чем выше вольтаж электронакопителя, тем большее расстояние вы сможете преодолеть на одном заряде.
2. Рекуперация на Mark I рассчитана до скорости 30 км/ч, а задействуется опция ручкой тормоза. В принципе, для почитателей скоростных заездов, этого вряд ли будет хватать, но вот для любителей вылазок на дачу, данное приобретение станет идеальным решением.
3. Переключатель скоростных режимов позволяет велосипедисту выбирать один из трёх. Функция существенно упрощает процесс передвижения.
4. Кроме того, имеется возможность подсоединить «курки» тормоза и PAS, но к комплекту они не прилагаются. Также, для обсуждаемого блока управления может быть применена «мото-ручка» газа, на 48 Вольт, позволяющая вовремя определять заряд электронакопителя и оснащённая кнопкой активации.
5. Форма волн в этом устройстве — синус, а аккумуляторный ток должен превышать отметку в 30 A.
INFINEON 6FET
1. Справляется с напряжением 36-98 Вольт, что в свою очередь заметно увеличивает пробег.
2. Имеется опция рекуперации осуществляющая заряд электронакопителя в процессе замедления.
3. Круиз-контроль даёт возможность фиксировать скорость езды и держит её на определённом показателе до следующей процедуры программирования. Райдеру можно не фиксировать постоянно рукоять газа для поддержания определённого скоростного режима.
4. В отличие от предыдущей модели контроллера, в INFINEON 6FET можно перепрограммировать параметры, что позволит установить самые выгодные для велосипедиста показатели. Для воплощения задуманного в жизнь, придётся дополнительно приобрести USB-провод и инсталлировать софт XPD. У вас появится возможность изменить напряжение, ограничение скоростного режима, фазный и аккумуляторный ток и т. д.
5. Имеются три скоростных диапазона, которые управляются ручкой смонтированной на руле.
6. Есть два вида тока: аккумуляторный 1. От вышеописанных приспособлений, эта деталь отличается наличием трёх диапазонов рабочего напряжения: 26-60/45-70/56-90 V. Такое положение дел наилучшим образом подходит для максимального удовлетворения потребностей любого райдера.
2. Рекуперация до 15 км/ч, задействуется посредством ручки тормоза.
3. С помощью переключателя мощности можно установить любой из трёх режимов: 20/40/60 A, то есть 1600/3200/4800 W при напряжении 80 V.
4. Самое основное, что выделяет MARK II в среде конкурентов — наличие термозащиты, хотя, этот блок управления всё равно может дойти до перегрева. Чтобы снизить риск проявления данного недоразумения, девайс на электровелосипеде придётся устанавливать в том месте, где он будет обдуваться набегающим потоком воздуха.
5. Присутствует специальный разъём, позволяющий подключать Cycle Analyst. Эта система даёт возможность юзеру манипулировать настройками блока управления прямо во время езды.
INFINEON 12FET
1. Напряжение имеет диапазон 36-98 V, что значительно превышает стандартный показатель в 48 V. Пробуя различное напряжение юзер сможет воздействовать на мощность e-bike.
2. Эта модель, также может порадовать владельца опцией рекуперации и круиз-контролем. Обе функции существенно упрощают эксплуатацию электрифицированного вело.
3. Контроллер предлагает пользователю три скорости движения.
4. Если потребителю не подходят параметры установленные производителем, то он сможет настроить их на свой лад пустив в ход кабель USB и софтину XPD.
INFINEON 18FET
1. Данное управляющее устройство разрабатывалось для напряжения 36-98 V.
2. Есть круиз-контроль и рекуперация.
3. Изменение заводских установок осуществляется посредством специально предназначенного для это софта и USB-кабеля.
4. INFINEON 18FET может работать с аккумуляторным током
Подводим итоги по описанным моделям
Без сомнений, все перечисленные выше контроллеры хороши, но в то же время, MARK I, на фоне всех остальных оказался самым слабым, поэтому именно он превосходно подойдёт дачникам и сторонникам не спешных прогулок на электровелосипеде. Зато другие модели дают возможность лихому райдеру оторваться по полной. Они оснащаются круиз-контролем, который активируется автоматически если руль находится в неизменной позиции более десяти секунд.
Как правильно приобрести контроллер
Сейчас выбор этих устройств огромен, так что, не нужно бросаться не разобравшись в деталях на первые попавшиеся в интернете модели. Всемирная паутина не единственное место где можно приобрести подходящий контроллер. В реале, есть специализированные мастерские, которые позволяют вывести провода из блока управления под нужные покупателю функции.
Большинство плат управляющих устройств предлагают юзерам максимальный функционал, однако выводится он не полностью. К примеру, может быть такое, что отключена рекуперация либо не выведен реверс, либо круиз-контроль. Когда будете приобретать изделие в таких конторах, эти и другие функции можно вывести сразу, при этом вы отдадите за всё про всё вполне приемлемые деньги. Насчёт себестоимости расклад таков: есть различные ценовые сегменты для блоков управления, так сказать на любые запросы и любой кошелёк.
Например, в Москве, предлагается самая разнообразная продукция. Хотите подешевле? Нет проблем: управляющие устройства для внутреннего рынка КНР, изготовленные по принципу дёшево и сердито, разрабатываются для того, чтобы на электровелосипеде можно было просто ехать. Они идут в основном 2-х режимными, могут работать и с датчиками Холла, и без них.
Далее предлагаются экспортные варианты из Китая с подключаемыми дисплеями и беспроводным управлением. Заокеанские и немецкие изделия могут порадовать своим техническим совершенством тех пользователей, которым как говорится денег не жалко — эта продукция представляет линейку дорогих устройств управления для электробайков.
Подключение контроллера на электровелосипеде
В основном, при подключении контроллера на электрифицированном вело, у юзера существенных затруднений возникнуть не должно. Однако если вы никогда раньше этим не занимались, то вас может спугнуть большое количество проводков разных цветов. Если вы приобрели контроллер и МК в одном наборе, то их разъёмы должны подходить друг другу.
Если такая ситуация не наблюдается, то нужно следовать общей схеме:
1. Толстые чёрный «минус» и красный «плюс» проводки подключаются к источнику энергии (здесь главное не перепутать полярность!).
2. Три толстых провода, обычно это синий/зелёный/жёлтый, подсоединяются к соответствующим фазным проводам 3-х фазного электромотора.
3. Запитка и сигналы датчиков Холла. Пять тонких проводков чёрный/красный/синий/зелёный/жёлтый, стыкуются с соответствующими проводками мотор-колеса.
4. Зажигание. Одиночный красный тоненький проводок. При замыкании его на «плюс» АКБ, контроллер активируется.
5. Ручка акселератора. На неё идут три проводка: чёрный/красный/зелёный (но иногда бывает белого цвета).
6. Для остальных проводов чёткая схема не предусмотрена — они могут быть разных цветовых исполнений.
В момент подсоединения управляющего устройства к электронакопителю, может проскочить искра и могут даже разъёмы подгореть. Паниковать от таких малоприятных сюрпризов не стоит — это идёт заряд входных конденсаторов блока управления. Но всё-таки избежать подобных недоразумений можно: состыкуйте ненадолго устройство управления и аккумулятор через резистор в несколько десятков Ом либо примените лампочку от машины. После того как произойдёт зарядка конденсаторов, соедините их напрямую.
Заключение
Как видим, блок управления является очень важным компонентом в составе электрического велосипеда, как в принципе и любого средства передвижения оборудованного электрической тягой. Без сомнений, к его выбору нужно подходить весьма ответственно, ведь от него на самом деле зависит очень многое.
Для любителей неспешных прогулок и дачников, подойдут самые простые и недорогостоящие устройства, а вот тем, кто не представляет себе e-bike без экстремальных покатушек, адресованы дорогие и мощные контроллеры, которые могут обслуживать не слабое оборудование. В любом случае, если вы хотите чтобы электровело только радовало вас своей работой, не жалейте денег — самые эффективные блоки управления с большим набором функций просто не могут стоить слишком дёшево.