ДЕТСКИЙ ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ
В последнее время в продаже появилась очень интересная игрушка — детский электромобиль. Раньше о таком можно было мечтать, но вот теперь такие девайсы стали вполне доступны, и как следствие — популярны. Вот и я упил внуку такой электромобиль, в процессе эксплуатации которого сразу возникло желание его модернизировать. Ниже приводится его краткое описание:
Ходовая часть имеет два двигателя на напряжение 12В, соответственно такое и и бортовое питание — электромобиль работает от двух аккумуляторов по 6В 8ампер. Имеется пульт дистанционного управления, многофункциональный руль с музыкальными сигналами и возможностью подключения МР3 плеера, открывающиеся двери, ручное переключение направления движения взад-вперед, звуковой сигнал, зеркала заднего вида, передние фары.
Характеристики детского электромобиля:
· Подходит для детей до 7 лет
· Ремни безопасности
· Пульт радиоуправления
· Приводится в движение с помощью педали газа: давление – ход, отпускание — остановка
· Привод задний
· Аккумулятор 2х6V
· Две скорости движения
· Максимальный вес пассажира 45 кг.
Сам электромобиль довольно неплохой, но выскажу свои наблюдения и некоторые минусы конструкции:
1. При подключении МП3 звук очень некачественный.
2. Фары включаются автоматически при движении только вперед.
3. При начале движения машина резко дергается с отрывом передних колес от земли. Это происходит в следствии того, что аккумуляторы расположены под сиденьем и их вес выходит за пределы задней оси.
После разборки и осмотра было принято решение произвести ряд доработок.
1. Перенести аккумуляторы на свое место под капот — как у всех нормальных машин.
2. Добавить еще один аккумулятор на 6 в для дополнительной подсветки.
3. Сделать ближний и дальний свет фар на светодиодах.
4. Поставить подсветку в задние подфарники.
5. Поставить подсветку в верхние подфарники.
6. Сделать нормальный усилитель с колонками для подключения МП3 плеера.
7. Сделать устройство плавного пуска двигателей электромобиля.
После того, как план составлен, приступаем к модернизации.
Снимаем передние фары и видим в них обычную лампочку накаливания! Причём стоит одна лампочка, хотя там место конструктивно предназначено для двух. Да и лампочка очень слабая.
У меня были готовы уже рассеиватели на ближний свет с углом рассеивания 65 градусов на дальний 45 и светодиоды на радиаторах.
Итак, сделал по два отверстия в фарах по 22 мм там место было как раз для них. Установил светодиоды с рассеивателями, подключил попарно, собрал все назад и откорректировал дальний и ближний свет. Закрепил все силиконовым пистолетом.
Аналогичным образом сделал и задние подфарники — там вообще не было подсветки, хотя тоже есть место под два светодиода. Поставил по два 10 мм светодиода.
Все это дело объединил под одним трехдиапазонным выключателем (вывел его на торпедку) и отдельным аккумулятором.
Переставил аккумуляторы под капот, вперед, и добавил для подсветки еще один аккумулятор. Теперь свет можно включать в любое время — задние подфарники включаются и при дальнем и при ближнем свете.
На этом закончим с основными светодиодами, доделаем габаритные подфарники.
Сначала для красоты решил вставить туда тоже светодиоды, но так как она снимается и дома не используется (чтобы легче проезжать под столами) то она будет автономна. Для этого я ее разобрал, там на отражатель была приклеена тонкая фольга. Решил сделать более качественный отражатель, из тонкой жести (консервной банки). Тоже поставил по два 5мм светодиода, вставил туда источник питания и вывел выключатель. На второй подфарник сделал отвод питания.
Ещё сделал в электромобиль мигалку, но после первой же вечерней прогулки решили от нее избавится, так как она раздражает.
Теперь сделаем небольшой аудиоусилитель с колонками, для подключения МП3 плеера. А основой для нашей новой автомузыки будет вот такой девайс
Брал его когда-то для ноутбука — там был звук тихий, лэптопа уже нет давно, а вот это дело осталось. Это как раз колонки и усилитель — все в одном флаконе. И кстати звук довольно приличный, как для такой маленькой акустики. Питание у него 4 пальчиковых батарейки, итого как раз 6 вольт, которые есть специально для подсветки.
А вот теперь самое главное, ради чего все это затевалось — плавный пуск двигателей. Много лазил по форумам и оказалось что практически все схемы работают на шим-регуляторе. То тесть от переменного сопротивления, переделывается педаль газа. Однако данный детский автомобиль имеет дистанционный пульт управления и вся электронная схема сидит на нем. Педаль газа просто микрик — жмем, едет, отпускаем — стоит. Кроме того внуку еще только годик, поэтому управлять электромобилем ближайшие полгода будем мы. При изучении схемы автомобиля было выяснено, что на первой скорости (скорости переключаются в ручную на торпедки авто) двигатели включаются последовательно друг другу и на каждый идет по 6 вольт. Скорость движения около 4 км/час. На второй скорости двигатели переключаются параллельно, и на каждый идет по 12 вольт, скорость движения при этом около 8 км/час. В общую схему заходит 12 вольт, а там уже через реле она дает выход на двигатели, включается первое реле идет (+12) машина едет вперед, включается второе реле идет (-12) соответственно машина едет назад. Так же стоят еще два реле на включения поворота руля влево и в право.
Поэтому решил отделить питание двигателей на движения вперед и назад, и запустить через шим. Кроме этого схема плавного пуска должна быть постоянно выключена и включатся только когда включается реле вперед или назад. Для этого было задействовано еще одно реле для шим регулятора, она включается и от первого реле и от второго реле которое дают импульс движения вперед и назад, чтобы не было двойных срабатываний, питание на реле идет через отдельные диоды. В процессе экспериментов собрал и опробовал несколько разных схем, и остановился на вот этой (спасибо Максиму lackys)
Очень плавная — до полной мощности она набирает за 5 секунд, мне этого даже много, поэтому уменьшил ёмкость С1 до 47 мкф и соответственно уменьшилось время полного старта до 2 секунд. Также заменил управляющий транзистор на IRF1405. Он по даташиту 169А, что вполне хватит.
Естественно поставил транзистор на радиатор. Шим-регулятор плавного старта в сборе:
1. белые провода питание для шим через реле, под кембриками диоды.
2. черный (-)
3. красный (+)
4. оранжевый ( выход плавного пуска)
5. Попался разъем от компа но 4 пиновый не стал мудрить добавил дополнительный пин отдельно и все.
Вид с задний стороны платы с изображением группы контактов реле, и питания реле.
Место разреза дорожки в плате чтобы отделить питание для двигателей и запустить его через шим. Разрезается одна дорожка минусовая и подается туда выход с шима. Дополнительной перемычкой минусовое питание подается на плату чтобы вся остальная часть платы была запитана. На фото точки пайки шима к плате.
Вот и все, в результате тестирования и полевых испытаний все остались довольны.
Детский электромобиль.Что внутри и какую электронику можно из него взять
Достался мне на разбор детский электромобиль Range Rover.Всегда интересовало,что там за двигатель такой,который позволяет катать детей при питании от аккумулятора.Такие автомобили являются радиоуправляемыми,то есть ребенок может сидеть за рулем,а взрослый управляет авто с помощью пульта радиоуправления на расстоянии.
Под приборной панелью электроники как видно нет,есть несколько переключателей.Есть разные модели электромобилей, у которых на панели есть MP-3 плеер,цифровой вольтметр,замок зажигания и др.
Но электроника в этих автомобилях все-таки есть.Под сиденьем находится отсек,где находится аккумулятор и плата контроллера,которая управляет всем этим автомобилем.
Итак,что же я снял с этого авто.Деталь с двумя выводами и с надписью ZHONGZUI 9A является термопредохранителем и установлена последовательно одному выводу аккумулятора.
Внутри находится биметаллическая пластина,которая будет нагреваться и размыкать цепь,если по ней будет проходить слишком большой ток.
Внутри руля находится звуковой имитатор сигнала.Нажав на корпус,можно услышать звук «би-бип».Снял неплохой переключатель на три положения и другие переключатели.
Аккумулятор применен свинцовый с электролитом на напряжение 6 Вольт и ток 7 Ампер.Сам аккум. разряжен,может получится его зарядить и восстановить.Об этом напишу в другой статье.
На плате контроллера есть полевые транзисторы и затертая 16-ти выводная микросхема,возможно микроконтроллер.
На плате установлен миниатюрный радиоприемник с антенной на частоту 2.4 ГГц.У приемника восемь выводов,большинство которых подключены к микросхеме.Пульт мне не достался,так бы проверил работу приемника на дальность.
Привод у автомобиля всего один,выполнен он двигателе под напряжение 6 Вольт.На холостом ходу,без нагрузки на валу,двигатель потребляет ток около 1.2 Ампера.Такие двигатели RS550, но только на большее напряжение применяются в шуруповерте и в подобной технике.
Для управления рулем,также применяется электродвигатель постоянного тока.
ДОРАБОТКИ ДЕТСКОГО ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ
Кардинальные и не очень доработки, переделки детского электромобиля, как-то: «дискретное» управление (мягкий старт, управляемый тормоз) и т.д. На данный момент на руках есть китайский электромобиль для ребенка, с двумя двигателями по 12 вольт и соответственно аккумулятор на 12 В. Управление заменено на дискретный пульт от радиомодели, с сопряжением на блоке ардуины. Планируется переработка подвески, света, и управления. Изначально на электромобиле ездить можно только было только по очень хорошим дорогам, по ухабам трясет жестко, просто пружинки помогают, но не сильно. Все делается из того расчета, что если что-то совсем не получится, то думаю что на следующий год куплю ребенку корейский электромобиль henes из 3-й серии, там уже и подвеска независимая, и по амортизатору на колесо, и управление уже дискретное, и полный привод, и два электродвижка по 120 ватт. Цена, правда, почти как у настоящего авто, около 2000 баксов. Пока что денег на него жалко, но если этот сломаю совсем, то скорее всего раскошелюсь на нормальное авто. Собственно вот как есть сейчас.
Перед. Практически не работает так как ось в теле автомобиля практически не перемещается из-за продольных нагрузок.
Зад сделан «колхозно», но зато работает, и как не странно надежно и достаточно хорошо, внутри две пружины на каждой стороне. Для задней подвески закуплено:
Синим — это «газлифт» газонаполненный амортизатор для подъема мебельных крышек от шкафов, цена копеечная 100р штучка, бывают разным давлением то есть под разный упор. В моем магазине есть на 5, 7 и 10 кг.
Красным — это мебельные ручки, легкие, прочные цена тоже около 100р за штучку.
Зеленым — мебельные колесики для соединения в месте «качения» (колесики демонтировать) цена 7р. штука. Вот примерно так будет выглядеть всё:
На электромобиле примерно так:
Красные — «ручки» мебельные вместо тяг, синий с красным — амортизаторы «газ-лифт». Зеленым — еще одна «ручка» как стабилизатор поперечной устойчивости, то есть чтоб сильно влево-вправо вся ось не ходила. Пока не уверен нужно ли ее ставить.
Амортизаторы крепятся на шариковые «защелки» — фактически быстросъемные. Можно подбирать по массе. Но так как они не рассчитаны на работу в качестве амортизатора, то нужно понимать что это расходник. При такой цене думаю не проблема раз в месяц их менять. Но вообще насколько часто нужно будет их менять — время покажет. Часть корпуса надо будет срезать для свободного хода оси, электромоторы из пазов вынуть и закрепить на «тяги».
С передней подвеской все плохо, идея только одна: сделать аналог передней подвески Оки. На рычаг приварить гайку в которую завернуть шаровую опору от какой нибудь техники, шар в две тяги и к корпусу, а сверху амортизатор, в теле родного рычага просверлить отверстие и нарезать резьбу, а в нее уже вкрутить шток амортизатора, внутри надо делать будет распорки. Туманно пока как-то. Сделаю зад для начала, потом будет видно. Далее займусь светом, пришли из Китая кучка светодиодов простых и мощных.
Светодиодные фары электромобиля
Итак, сделал головной свет и ибо штатные две лампочки на 50 мВт даже габаритами очень тяжело назвать. Долго фотографировал с разных сторон пытаясь показать как светит. В итоге вот что вышло, свет в зале погашен, фотовспышка отключена.
Светит достойно, по моему сильно ярко, нужно будет чуть убавить. В общем потребление 4 вата на фару или в общем 8 ватт на обе. Внутри 4 сверхярких светодиода по 3 ватта каждый. Но сильно греются.
Это радиаторы с термоклеем на поверхности, чтоб не мучиться с болтиками крепления светодиода, выдраны с мертвого коммутатора. Вот такие диоды:
Они на чистых 3 ватта, светят белым с синевой. Есть еще такие-же на 10 ватт. Светят с желтизной, но жутко греются и яркость их просто сумасшедшая.
Добавлены сверхяркие стандартные по боку, впереди желтые, сверху белые, в качестве габаритов, желтые для поворотки.
Все залито суперклеем, дабы не отвалилось и вода не попала.
Дальше занялся «стоп-сигналами». Думал быстренько их воткну и буду думать над передком, но это оказалось довольно долго. Ушел весь вечер. Всего пошло 76 штук красных сверхярких светодиодов. Сначала думал «на кой их там так много», потом включил и понял — «в самый раз». Отдельно мелкие диоды горят хорошо, но в сравнении с головным, это просто свечки.
Стоп-сигналы электромобиля без плафонов:
Далее в планах сделать серво из рулевого редуктора и пропорциональное управление рулем. Также псевдо дифференциал на ходовые движки, так как при поворотах воют сильно от не равномерной нагрузки, по ходу м\б будет сразу все пересчитано на 24 В. Так как управление ходовыми движками ШИМ, то не будет проблемы ограничивать напряжение и ток на них, попутно увеличив предельную скорость автомобиля. Плюс еще есть пакетик со сверхяркими красными диодами, для установки на зад, на данный момент сзади нет ни одной лампы. Еще лежит полноценный мп3 плеер с усилителем класса Т, но к нему нет колонок, с Китая так и не доехали. Думаю вата по 2-3 на канал будет достаточно. В общем работы хватает, планов много.
Подвеска электромобиля
Добрался до подвески, вот что вышло:
Место крепления к корпусу «ломает», нужно будет усилить, а в целом вышло отлично. Ось пока крепится нейлоновыми стяжками, позже куплю хомутов авто и затяну ими. Амортизаторов на 10 кг будет много, под вес ребёнка буду подбирать, есть в наличии на 5 кг пара, если будет мало, то в магазине на 7 кг.
Сами двигатели, если верить наклейке что на них приклеена, по 30 ватт 9000 об. На китайских сайтах пишут что эти же движки могут выдержать и 24 В при уже 18000 оборотов. Мало верится. Но два таких двигателя почти без потери скорости уверенно тащат машинку и водителя при 30-45 градуса уклоне. А светодиоды запитаны пониженным напряжением, отдают по 2 вата каждый вместо заявленных 3х, от того почти не греются и этих радиаторов хватает, на каждой паре по блоку dc\dc преобразователя, всегда можно подрегулировать.
Еще 3 «ручки» на тяги на рулевую и нашел еще интересную штуку, квадрат алюминиевый тонкостенный, используется для изготовления москитных сеток на пластиковые окна. Цена 40р за метр, взял 3-х метровую палку на всякие усиления и поддержки. Пойдет еще и на каркасы корпусов. В общем удобная и дешевая штука, думаю надо будет еще взять. Ищу малогабаритную шаровую опору на перед и способ просверлить ровное отверстие в торец прута на котором держится колесо, для того, что бы туда глубоко посадить шток амортизатора — они сильно длинные и тонкие. Вот так выглядит задняя подвеска снизу:
Видео работы авто
В перспективе есть идея увеличить скорость авто путем установки двух аккумуляторов на 12 В. Но так как не понятно по какой логике включать добавочный АКБ, созрела идея сделать эмулятор скоростей, по типу коробка автомат, на потребление движков поставить датчик тока и переключать пределы регулирования пульта м\у скоростями, попутно контролируя «жизнь» движков, поскольку на 24 В под большой нагрузкой они долго не протянут. Правда потребуется введения датчика скорости в ходовой редуктор. Введение датчика позволит также сделать действительно плавный тормоз, путем управляемого замыкания движков на полевой транзистор с хорошим охлаждением. А работу выше 12 В строго по амперметру то есть если ток потребления моторов не большой, то постепенно наращивать до заданного ограничения по току. Нужно будет еще хорошо логику продумать. По ходу возможностей одного контроллера AtMega не хватит на все функции. Нечто подобное реализовано в корейском авто Henes. Продолжение следует. С вами был Tygra.
Форум по обсуждению материала ДОРАБОТКИ ДЕТСКОГО ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ
