Курок газа для электровелосипеда своими руками

Ручка газа для электровелосипеда

Обновленная статья от: 28.09.2020

Ручка газа на персональном электротранспорте применяется для управления электродвигателем. К ней подведен провод питания на 5 В, а внутри есть датчик Холла. С учетом угла поворота рычага газа райдером датчик выдает напряжение от 0 до 4,2 В. На основании этих данных контроллер дозирует энергоснабжение мотор-колеса. Соответственно, при помощи ручки газа электромотор приводится в движение и выключается, регулируется подача энергии на двигатель, меняется крутящий момент и скорость движения.

Кроме ручки, рычага или курка акселератора, для управления электромотором может применяться система PAS. При желании, ее можно использовать и без ручки газа, но управление мощностью в таком случае будет менее комфортным. Оптимальный вариант – использовать ручку газа или в дополнение к ней установить PAS систему.

Принцип работы рычага газа и системы PAS

При использовании ручки акселератора без системы PAS скорость движения регулируется дросселем. Использование электропривода при такой системе управления не зависит от вращения педалей, т.е. их можно вовсе не использовать. Дроссель работает по принципу автомобильной педали газа: чтобы ускориться или продолжить движение, дополнительные действия не требуются.

Система pedal-assist работает иначе. Она автоматически включает электродвигатель исключительно после того, как райдер начинает вращать педали. Старт настраивается – плавный или с пробуксовкой. Электромотор работает только при педалировании, причем степень его участия в движении можно настроить от минимума до режима «турбо». Настройка выполняется рулевым компьютером.

Основные преимущества использования ручки акселератора на е-байке – это:

• возможность точно регулировать скорость движения, увеличивая или уменьшая мощность электромотора;
• комфортные старты;
• отличная маневренность на дороге.

Устройство ручки газа электровелосипеда

Внутреннее строение всех моделей практически одинаково. Внутри есть датчик Холла, а на корпусе прикреплен постоянный магнит. В зависимости от текущего положения рычага управления скоростью датчик определяет позицию магнита, меняет свое выходное напряжение и подает управляющий сигнал на контроллер. Согласно этому сигналу контроллер регулирует обороты двигателя и скорость движения. На практике это выглядит как зависимость скорости от угла поворота ручки газа.

Красный проводок обеспечивает подачу напряжения 4,5 В от контроллера. Также есть черный провод (земля) и белый сигнальный, который в зависимости от положения рычага выдает напряжение 2–3,5 В. На контроллер обычно подается управляющее напряжение 0,8–4,2 В. При наличии в конструкции рукоятки кнопки включения/выключения, индикатора заряда или замка зажигания подаваемые на рукоятку токи соответствуют общему напряжению электрокомпонентов – 24, 36, 48 или 60 В.

Типичное место установки ручки газа на электровелосипеде – правая часть руля. Чтобы избежать поломки рукоятки, при старте нужно избегать ее резкого вращения до упора. К тому же, плавный старт благотворно сказывается на работе электронных компонентов и помогает избежать поломки.

Разнообразие моделей

Большинство ручек газа совместимо с любыми управляющими контроллерами, т.к. все они подают 5 В и, как правило, поддерживают работу рычага газа на датчике Холла. Совместимость подтверждается наличием на управляющем контроллере 3 проводков для подсоединения к рычагу газа.

По размерам все модели рассчитаны на традиционную толщину руля 22,2 мм. По типу конструкции они бывают:

1. Курковые или рычажные – модели квадроциклетного типа, имеющие для регулировки скорости небольшой рычаг (язычок), который управляется большим пальцем. Дополнительно на таком элементе управления обычно присутствует кнопка включения/выключения электрокомпонентов и индикатор заряда АКБ. При длительных поездках использование рычажных моделей приводит к перенапряжению запястья.
2. На полную руку – модели скутерного или мотоциклетного типа, предусматривающие вращение почти всей рукоятки, кроме зафиксированной на руле основы. Некоторые модели дополнительно оснащаются замком зажигания и индикатором уровня заряда АКБ.
3. На полруки – устройства типа «грипшифт» с вращаемой частью в виде широкого кольца. Практичное решение, отличающееся удобством использования и простотой управления. Дополнительно на корпусе обычно присутствует индикатор заряда АКБ и кнопка включения/выключения электроники. Угол поворота подвижного кольца, как правило, достигает 70°.

Как подключить ручку газа к контроллеру электровелосипеда

Для подключения ручки газа к контроллеру электровелосипеда применяются классические разъемы. Обычно на управляющем контроллере для этих целей предусмотрен темный разъем с 6 гнездами. Идентичный ему разъем есть и у ручки акселератора, оснащенной кнопкой включения электропитания и индикатором уровня заряда АКБ.

При отличиях в разъемах определить назначение проводков можно по их цвету:

• для управления скоростью – красный +5В, белый сигнальный, черный земля;
• для включения контроллера – замыкаемые проводки коричнево-желтой расцветки;
• для индикатора уровня заряда АКБ – зеленый.

Точные цвета проводов указываются в инструкции к конкретному изделию. При наличии на рычаге управления скоростью дополнительных кнопок и рычагов можно определить соответствующие им провода, используя тестер. При прозвонке он покажет сигнал при включенном состоянии кнопки и ноль при выключенном состоянии.

При подключении рукоятки провод следует без натяжки зафиксировать на раме с применением пластиковых хомутов или изоленты. Это важно не только для внешнего вида е-байка, но и для недопущения обрыва проводки при езде. Формулировка «без натяжки» означает, что при повороте руля не должен ощущаться перетяг. Для защиты контактов от влаги и пыли места соединений обрабатываются силиконовым герметиком.

Как проверить ручку газа на электровелосипеде

После замены или начальной установки рукоятку акселератора нужно проверить по следующему алгоритму:

• немного поднять ведущее колесо;
• нажать кнопку включения электрокомпонентов;
• в зависимости от конструкционных особенностей используемой рукоятки, плавно нажать на рычаг управления скоростью или повернуть грипсу;
• при выявлении неполадок – выявить и устранить их причину;
• при корректной работе органа управления – проверить его работу в режиме спокойной езды.

Почему не работает ручка газа на электровелосипеде

Несмотря на простоту и надежность конструкции, ручка акселератора иногда отказывается работать. Как правило, внутренняя причина неисправностей кроется в отпаивании провода, отклеивании магнита или выпадении из своего гнезда датчика Холла.

Из внешних факторов к неисправности рукоятки могут привести скачки напряжения, грубое обращение, механическое повреждение, естественный износ, нарушение герметичности и попадание внутрь органа управления воды. Не исключены и другие причины поломки.

Ремонт ручки газа электровелосипеда

Ремонтные действия подразумевают выявление и устранение причины неполадок. Чаще всего они заключаются в замене вышедшего из строя датчика Холла на работоспособный аналог серии SS49E. Явный признак неисправности датчика выглядит так: при включении электровелосипеда уровень заряда АКБ рукоятка показывает, но при добавлении газа ничего не происходит.

В таком случае нужно найти среди проводов контроллера разъем, к которому подключается ручка газа. Обычно от нее идет 6 проводов: 2 для кнопки включения, 1 для индикатора заряда и 3 для датчика Холла. Нужно подать питание на контроллер электровелосипеда и найти мультиметром 5-вольтную линию. Обычно это красный и черный провод, а 3-й подключенный на этой линии провод – сигнальный.

Чтобы проверить, поступает ли с него сигнал при добавлении газа, нужно поставить на него плюсовой контакт мультиметра. При вращении грипсы или повороте курка значение напряжения на выходе датчика Холла должно меняться. Его оно не меняется, значит, датчик Холла неисправен и подлежит замене. Для этого:

1. Разбирается ручка газа: снимается окошко, поддевается чем-то плоским и стягивается резиновая рубашка, аккуратно снимаются пластиковые фиксаторы-защелки. Главное – не спешить, чтобы не сломать их. Далее нужно снять возвратную пружину, открутить винтики и снять пластиковую крышку корпуса.
2. Внутри находятся кнопка включения, индикатор зарядки батареи и датчик Холла. Его нужно вынуть из посадочного места и посмотреть написанный на нем номер. Вместо неисправного датчика нужно поставить такой же, но исправный. С ножек датчика нужно снять термоусадку и отпаять провода. Далее – надеть новую термоусадку и подпаять выводы нового датчика. После пайки – подтянуть термоусадку к датчику и прогреть феном. Аналогично поступить со всеми 3-мя проводами.
3. Припаянный датчик Холла установить на место, и аккуратно уложить провода.
4. Перед сборкой ручки желательно обработать все трущиеся элементы смазкой без растворителей, чтобы уменьшить выработку на пластике и продлить срок службы органа управления.
5. Далее нужно правильно установить крышку корпуса, возвратную пружину, стакан, резиновую накладку, смотровое окошко и фиксирующую накладку.
6. Отремонтированную и собранную ручку газа остается только протестировать.

Наглядно процесс разборки и сборки ручки акселератора электровелосипеда с целью замены датчика Холла продемонстрирован в видео к этой статье.

Замена ручки газа

В ряде случаев рукоятку акселератора проще и надежнее заменить, чем отремонтировать. Например, при наличии серьезных повреждений или после попадания воды. Или если ремонтные работы не увенчались успехом. Для замены нужно:

• снять с руля старые грипсы;
• зафиксировать ручку шурупом, используя 6-гранник на 2,5 мм;
• при установке модели рычажной конструкции – убедиться, что при таком ее положении вам будет комфортно пользоваться кнопкой включения электроники и поворачивать рычаг большим пальцем, удерживая остальную часть руки на грипсе.

От исправности и удобства использования ручки газа во многом зависит удовольствие от поездок, поэтому к выбору и использованию этого органа управления нужно подходить ответственно.

Надеемся, вы не пропустили нашу предыдущую статью об электровелосипедах, их преимуществах, особенностях технического оснащения и использования.

Источник

История еще одного электровелосипеда своими руками: reloaded

Что получилось, так сказать, «по мотивам» а также много фото и текста — под катом.

Адептам мотор-колес скажу сразу — не хочу гирю весом 7кг ни на переднем колесе, ни на заднем. Работаю на третьем этаже и таскать по лестнице эту прелесть — нет уж, увольте.

Из первоисточников была взята концепция и переосмыслена под свои нужды.
Мотивы постройки частично тривиальны — хочется ездить на работу на велосипеде, но одна горка убивает напрочь все порывы, а частично нет — хотелось своими рукам пощупать «электробайк».

За основу был взят беспородный велосипед, купленный много лет назад у коробейников «б.у. из Европы ».

Из покупного:

— Передняя звездочка б.у. на 50 зубьев, не знаю от какой системы, выбиралась из того что было.
— Перекидка, б.у. для использования в качестве натяжителя цепи.
— Левая чашка каретки с зажимным кольцом (Контрогайка ?)
— И естественно цепь.
— Крепеж в ассортименте.

Старая задняя втулка у меня была.

Теперь по узлам конструкции

От крепления за спицы звездочки передающей усилие на колесо было решено отказаться сразу.
Использовал штатное крепление под дисковый тормоз вместе с диском. Звездочка крепится болтами к диску.
Приношу извинения за пыльный велосипед.

Предвосхищу вопросы по поводу 2-х винтов между 6-ю крепления диска — это винты, фиксирующие резьбу крепления диска от раскручивания. Согласен, решение спорное, но оно пока работает.
Да, в природе есть задние втулки где крепление диска это единое целое со втулкой и тогда не пришлось бы применять «спички и желуди». Но по определённым обстоятельствам пришлось сделать так.

Фривилл (трещетка)

Крепится на чашке от каретки, законтрогаен родным кольцом от чашки.

Задняя втулка используется как промежуточный вал

Установлена в П — образном отрезке профтрубы.

Большое зубчатое колесо

Зафиксировано от проворачивания на валу штифтом, без него втулка сама себя «зажимала» конусами.
В зубчатом колесе профрезерована канавка, в валу просверлено отверстие и вставлен штифт, который ложится в канавку в колесе.

Малое зубчатое колесо

Зафиксировано на валу двигателя 2-мя гужонами.

Двигатель

Крепится штатной крестовиной за L образную конструкцию найденную в закромах.

Натяжитель цепи

Закреплен на боковушке от багажника.

Все смонтировано на структурированной пластине из жесткого алюминия, которая в свою очередь закреплена на боковушках от багажника.

Общий вид

Для самых внимательных

Для чего тут талреп.

Этот «костыль» появился в процессе доводки конструкции. У двигателя хватает момента, чтобы деформировалась несущая пластина, при этом ослабевает натяжение ремня, и он проскакивает. Решили проблему «в лоб» теперь все нормально.

По электрической схеме

В сервотестере был удален переменный резистор и вместо него подключен датчик холла из ручки газа.
Также установлен резистор подпора 1ком в цепь кнопки, так как без него наблюдалось переключение режимов, видимо из-за наводок.

На данный момент схема выглядит так.

Чтобы не тянуть силовые провода через весь велосипед, у ваттметра вынесен шунт по методике с этого сайта.

Также разнесен «+» питания и «+» измерительный, в перспективе поставлю изолированный конвертер 5В в 9В (водятся в сетевухах с BNC) так как в текущей схеме всё равно наблюдается некоторое занижение показаний по току.

Батарея эксплуатируется без BMS, для предотвращения переразряда использовал battery monitor настроенный на 3.3 В. По достижении установленного либо меньшего напряжения на любой банке начитает очень громко пищать.

Заряжаю клоном IMAX B6 в режиме Li-Io с балансировкой. Почему не Li-Po? Потому что заряд до 4.1 вольта вместо 4.2 теоретически должен увеличить ресурс батареи.

Что получилось в итоге

Общая редукция — малое зубчатое колесо 15/ большое зубчатое колесо 72 * фривилл 16/ большая звезда 50 = 0,0667
Максимальные обороты двигателя при номинальном напряжении батареи 22.2*200=4440
После редукции 4440*0,0667=293,5 об/мин на колесо.
При диаметре колеса 650мм(под нагрузкой седока пусть будет 640) теоретическая скорость получается 35,4 км/ч
На практике по прямой и на незначительных уклонах зафиксирована скорость 33-34км/ ч, что близко к теории.
По энергопотреблению — пиковое потребление ( по показаниям ваттметра, а они могут быть слегка «в попугаях») 1200 ватт
Среднее потребление при быстром движении в гору с небольшим уклоном 600-800 ватт. По прямой 100-300 ватт.

Proof

Попытался снять видео.
С учетом дороги и съемки «с руки» видео получилось так-себе, но кое-что рассмотреть можно. Для общего впечатления есть нарезанные кадры — начало горки, приблизительно 8-я секунда видео и 27-я, когда было максимальное потребление по току. Подъем на горку без помощи ног, только на электродвигателе на максимальном «газу», уклон горки не знаю, для желающих подробностей маршрут с гуглокарт.

Еще одно видео, движение по прямой, в конце небольшое ускорение(чтобы успеть на зеленый), маршрут.

Выводы

В общем и целом концепция вполне жизнеспособна, впечатления от системы положительные. С задачей полностью справляется. Из-за бессенсорного (sensorless) двигателя с места естественно не тянет, сначала разгоняем до 10-15 км/ч ногами, потом плавно даем «газ». Если на подъемах помогать электроприводу ногами «не напрягаясь» и поддерживая скорость около 20 км/ч то получается весьма экономично.

В планах нарастить емкость батареи, установить кожух на привод, навести порядок в электрической части.

Про рекуперацию

Идея рекуперации пока витает в воздухе, но весьма спорна.
Если в моем случае убрать трещетку, то за счет высокой редукции мне будет очень не комфортно ехать просто на педалях. А я своей модернизацией хотел сохранить возможность ездить просто на велосипеде, что и делаю на прямых участках пути. Это один из доводов «против», плюс будет значительное усложнение электрической части с необходимостью проектирования довольно специфичных узлов.
И самый главный момент, батарею не рекомендуется заряжать большими токами, а рекуперация как раз предусматривает именно такой режим, большой ток за очень короткое время. А это приведет к снижению ресурса жизни батареи.

Источник