Содержание

Все про контроллеры электросамоката | Схема, проверка, ремонт
Принцип работы контроллера
Схема подключения и распиновка контроллера электросамоката
Сборка электросамоката своими руками

Все про контроллеры электросамоката | Схема, проверка, ремонт

Электросамокат отличается от обычного самоката наличием дополнительных компонентов. Главные из них – встроенный в колесо бесколлекторный электродвигатель, аккумуляторная батарея и контроллер. Аккумуляторная батарея обеспечивает автономное питание мотора, а коллектор отвечает за его корректное управление и контроль работы. Среди представленных в продаже электронных компонентов есть масса готовых решений, позволяющих снабдить электроприводом как самокат, так и другие виды персонального транспорта.

Предшественники современных контроллеров напоминали массивный реостат. Теперь они компактны, не имеют движущихся элементов и регулируют передачу электроэнергии к двигателю в зависимости от длительности поступающих импульсов. Контроль и управление электросамокатом производится при помощи пульта, закрепленного на руле. Обычно на пульте есть рычаги или кнопки для включения питания и фар, выбора режимов и скорости езды.

На дисплее может отображаться текущая скорость, уровень заряда батареи, пробег и другая информация. При отсутствии дисплея минимальную информацию о работе устройства могут предоставлять светодиодные индикаторы. Многие современные электросамокаты интегрируются со смартфонами, которые берут на себя функции дисплея и пульта управления.

Принцип работы контроллера

Первостепенная задача этого элемента – подавать на электромотор энергию, получаемую от аккумуляторной батареи. Проходящий по обмоткам ток создает магнитное поле, которое взаимодействует с находящимися в мотор-колесе магнитами ротора. В результате колесо приводится в движение, причем частотой вращения управляет контроллер. Принцип работы контроллера электросамоката таков: он принимает сигнал от ручки газа и с учетом продолжительности поступающих импульсов регулирует скорость вращения мотора.

Кроме основной задачи, этот контролирующий и управляющий элемент:

регулирует скорость вращения электромотора;
управляет крутящим моментом;
обеспечивает плавное и мягкое торможение при помощи изменения продолжительности импульсов;
защищает электродвигатель;
не допускает глубокой разрядки батареи – выясняет напряжение АКБ и при его критическом снижении отключает мотор от питания;
при помощи встроенного термодатчика отслеживает температуру и не допускает токовых перегрузок.

Схема подключения и распиновка контроллера электросамоката

К контроллеру подсоединяется электромотор и остальные электрокомпоненты самоката. Для их подключения используются многожильные соединительные провода в термостойкой изоляции из силикона. Совместимость контроллера с электродвигателем и АКБ электросамоката определяется по максимальному току, напряжению батареи и другим рабочим параметрам.

Рассмотрим схему подключения контроллера электросамоката и функции контактов на примере устройства, разработанного для управления трехфазными электромоторами с рабочими параметрами 36 В и 350 Вт. В таблице приведен перечень электрических разъемов контроллера, их назначение и цвета изоляционного покрытия используемых в них проводов.

Подключение к ручкам тормоза и стоп-сигналу. К общему жгуту проводов подключено 2 разъема.

Сборка электросамоката своими руками

Сегодня на рынке есть достаточно большое количество заводских электросамокатов и выбрать можно на любой вкус и кошелёк.

Но любой товар как известно рассчитан под усреднённого покупателя.

Один складной и лёгкий, но медленно едет и не стартует с места.

Второй прекрасно стартует и разгоняется, но слишком тяжёл.

Что делать, если хочется самокат именно под свои запросы ?

Варианта два – либо брать заводской и дорабатывать, либо собирать аппарат самому с нуля.

Оба варианта имеют право на жизнь и каким путём пойти – личный выбор каждого.

Я же постараюсь обрисовать каким образом комплектуется набор элементов для самостоятельной сборки.

Главный элемент собираемого самоката это «база».

Базы самокатов условно делятся на подвиды:

Микро – с колёсами до 8 дюймов,

Мини – колёса 8-10 дюймов,

Миди – 12-16 дюймовые,

Макси – от 20 дюймов и больше.

Немного особняком стоят самокаты с широкой, не велосипедной резиной. Рино, Эво, Скрузер и их клоны тоже числятся самокатами, хотя по мощности двигателей и внешнему виду они явно ближе к мотороллерам и скутерам.

Итак база, именно от неё следует начинать плясать.

От выбора базы зависят итоговые ходовые качества электросамоката.

На что в первую очередь следует обратить внимание ?

Размерность колёс, литые или надувные, наличие подвески, место для удобного расположения акб и ширина дропаутов для установки мотор-колеса.

Если в вашем городе зеркальный асфальт который каждый вечер моют шампунем то 5.5 дюймов вам вполне подойдёт.

Если плитка и трещины в асфальте — 8 дюймов это минимум и очень желательна пневматика.

Если ваш асфальт последние лет 10 не знал ремонта – ниже 12 дюймов даже и не смотрите.

Хотите ехать на скорости 40 с хвостиком и не бояться полететь кубарем на неожиданной ямке ? От 16 дюймов и выше.

Подвеска частично снижает удары от неровности на маленьких колёсах, но правило «колесо может переехать препятствие не выше половины своего диаметра» никуда не денется.

Расположение акб. Варианты – в деке, в рулевой стойке, на руле в сумке или кейсе, на багажнике, в рюкзаке.

Некоторые самокаты имеют полость в деке, которая позволяет использовать её для упаковки туда сборки аккумуляторов.

Плюсы – низкий центр тяжести, внешний вид. Минусы – бывает необходима дополнительная защита акб от ударов о выступы дорожного полотна.

В рулевой стойке можно расположить акб, если она состоит из нескольких труб и между ними есть свободное пространcтво. Плюсы – акб ощутимо не влияет на развесовку самоката, при изготовлении облицовки самокат не боится падений. Минусы – трудоёмкость работ.

Также некоторые самокаты имеют крепления для бутылки на рулевой стойке, куда можно прикрутить кейс или акб в «бутылке». Плюсы – простота монтажа, легкосъёмность. Минусы – мешает при езде, при падении можно отломить крепления.

На руле в кейсе можно расположить акб. Плюсы – простота монтажа, легкосъёмность. Минусы – ухудшение развесовки, более ощутимые удары в переднее колесо. При падении есть вероятность разбить корпус.

На руле в сумке как правило делаются акб для маленьких и складных самокатов. Сумка для фототехники достаточная для небольшого акб и не привлекает к себе внимания. Плюсы – простота монтажа, Минусы – риск повреждения акб при падении.

Аккумулятор на багажнике сзади – популярное решение первых электровелосипедов. Для самокатов малоактуально, за счет отсутствия багажника на большинстве из них. Плюсы – простота монтажа, легкосъёмность. Минусы – изменение развесовки, ощутимые удары в заднее колесо.

Также возможно и катание с аккумулятором в рюкзаке и проводом с разъёмом на сам самокат. Плюсы – возможность утеплить акб для использования в зимний период. Облегчение самоката, за счёт чего ощутимо повышается манёвренность и раположенность к активному катанию с прыжками. Минусы – заболевания позвоночника от постоянной нагрузки (зависит от веса акб), изменение развесовки на сторону мотор-колеса.

Это расстояние между посадочными местами в передней или задней вилке самоката.

От выбранной категории базы будет зависеть и посадочный размер мотор-колеса самоката.

Для моделей микро и мини стандарт мотор-колёс 45 или 65 мм. Для того что больше — 100 мм.

Велосипедные мк под переднее колесо как раз также имеют стандарт 100мм.

Бывают мк 110, с тормозным диском, но реже.

135мм это уже велосипедный размер заднего колеса, под шестерни с одной стороны.

Электрическая часть электросамоката довольно проста, 4 пункта – аккумулятор, контроллер, мотор и органы управления.

Раньше аккумуляторы ставились свинцовые, тяжёлые, с низким ресурсом 300-400 циклов и малыми токами заряда-разряда.

Современные электросамокаты ездят на разновидностях литиевых акб – литий-ион, литий-полимер, литий-железофосфат.

Рассмотрим разницу в них.

Литий-полимерные (LiPo) акб имеют выгодную стоимость, высокие токи заряда и разряда, ресурс в 500-800 циклов.

Но пожароопасны. Не рекомендую применять их.

Литий-ион (LiIon) – 500-1000 циклов, малый вес, зависимость от температуры.

Вообще ионок есть три подвида, в зависимости от типа химии. У одних выше ёмкость, но больше внутреннее сопротивление, другие высокотоковые, но ёмкостью не блещут.

Требуют защиты от механических повреждений при применении на самокатах.Бывали случаи возгорания ионок от ударов при падении.

Литий-железофосфат (LiFePo4) – Примерно вдвое тяжелее ионок, дороже. Выдают и принимают большие токи, ресурс 2000 циклов.

Не пожароопасен, довольно стоек к механическим деформациям. Можно разряжать при минусовых температурах.

Привод колеса самоката от внешнего мотора ремнём или цепью еще встречается, но уже явно проигрывает позиции мотор-колёсам.

Мотор-колесо лучший выбор мотора для самосборного электросамоката.

Они бывают двух типов – редукторные и прямого привода. Разберем разницу, плюсы и минусы каждого типа.

Легче чем мк прямого привода той-же мощности, лучше кпд на малых скоростях. Отличный накат, за счёт наличия фривила, что очень полезно при использовании самоката на ножной тяге. Есть изнашивающиеся детали – шестерни, когда-нибудь они потребуют замены. Шум — редуктор подвывает при работе. Невозможность рекуперативного торможения. Немного лучший потенциал форсирования, за счет больших оборотов вращения.

Прямой привод (DD).

Тяжелее редукторников, накат хуже из-за зубцового эффекта. Изнашивающихся деталей кроме подшипников в таких мк нет. Малошумные, а при использовании синусного контроллера могут быть вообще бесшумными. Имеют возможность использовать торможение рекуперацией. Оправдывают себя при использовании самоката в местности с большими перепадами высот и как средство экономии тормозных колодок. При установке мк на мини и микро самокаты бывает что рекуперация – единственный адекватный тормоз на борту.

Контроллер это мозги нашего самоката, от его выбора будет зависеть тяга в горки, способ старта и динамика разгона. Выбор контроллера должен быть сделан по параметрам мотора. Например мотор-колесо имеет параметры: 48V 350W, что это значит ?

Номинальное напряжение мотор-колеса 48 вольт. Никто не запрещает подавать на него меньше, но при этом будет ниже его мощность. Никто не запрещает подавать на него больше, но при этом важно не перегреть мк вкачиваемой мощностью.

Это номинальная мощность данного мк. Как показывает практика номинальную мощность можно форсировать в 1.5-2 раза у DD и в 2-2.5 у редукторников. Для выбора контроллера переведём ватты в амперы – 350/48= 7.3 ампера. На 7.3 ампера оно конечно ехать будет, но довольно печально, поэтому форсируем его до 12-15 ампер для прямого привода и 15-18 для редукторника. На эти токи нам и будет нужно искать контроллер под такое мк.

1 – выключатель питания.

Силовое питание как правило подключено на контроллер напрямую и не разрывается при простое. Выключатель питания отключает слаботочную часть контроллера, подающую напряжение на схему управления. Так как токи там небольшие можно использовать практически любую подходящую кнопку с фиксацией.

Представляет собой ручку газа мотоциклетного типа, или половинчатую или курок газа. Я настойчиво рекомендую выбирать именно курок, так как его легко отпустить в экстренной ситуации, а ручку человек инстинктивно обхватывает плотнее, чтобы удержаться. Имеет по меньшей мере три провода – плюс 5 вольт, земля и выходной сигнал.

3 – Тормозные ручки.

На электросамокаты устанавливаются тормозные ручки с встроенными концевиками, для отключения мотора при нажатии тормоза. Если контроллер имеет активированный режим торможения рекуперацией – он также будет включаться при нажатии любой тормозной ручки. Бывают с встроенными кнопками, с герконами и с датчиками холла. Подключение – масса, выходной сигнал. Для датчиков холла дополнительно подключается + 5 вольт. Иногда для того чтобы не менять штатные ручки устанавливаются отдельные модули с герконами или датчиками холла. Крепятся они на трос, или на корпус ручек.

Итак мы разобрались с общим устройством электрики.

Рассмотрим примеры сборки.

В данном проекте использована база Yedoo Ox,