Jaki sterownik i dlaczego

Wybór sterownika to sprawa dość skomplikowana. Zajmiemy się tylko najpopularniejszym sterownikiem BLDC

 

  1. Napięcie sterownika
  2. Czujnikowy i bezczujnikowy
  3. Moc sterownika w amperach
  4.  Sterownik sinusoidalny czy  kwadratowy

Najpopularniejsze napięcie sterownika to 54,6 V czyli bateria 13S i to będzie nasze odniesienie w pogadance o sterownikach. Czu wybierzemy sterownik obsługujący 2 napięcia czy jedno nie ma żadnego znaczenia ważne aby obsługiwało naszą baterię koniec nic więcej na ten temat nie trzeba wiedzieć. Czujnikowy czy bezczujnikowy – chodzi po prosu o czujniki hala pomagające sterownikowi wiedzieć w którą stronę ma kręcić kołem (przy starcie). Sterowniki bezczujnikowe po prostu nie są w stanie ruszyć z miejsca trzeba ruszyć z miejsca aby sterownik wiedział w którą stronę ma się kręcić ze względu że są to stare i mało używane sterowniki nie będziemy się nimi zajmować. Na polu bitwy zostaje sterownik z czujnikami hala. Ale jaki sinusoidalny czy kwadratowy ? Cena zdecydowanie przemawia za kwadratowym a także jego popularność jest po prostu najpopularniejszym sterownikiem nie tylko ze względu na cenę ale także że najłatwiej bo zainstalować ze względu na możliwość samo uczenia czego niestety nie posiadają sterowniki sinusoidalne (a to bardzo ułatwia montaż). Po co więc zawracać sobie głowę sterownikiem sinusoidalnym ? Otóż ten sterownik w porównaniu z kwadratowym ma nieporównywalną kulturę pracy … Ale co to znaczy ? otóż sterownik kwadratowy po prostu hałasuje zwłaszcza podczas ruszania i przy obciążeniu. Dodatkowo bardzo często wchodzi w rezonans z ramą roweru co potęguje hałas. Sterownik sinusoidalny da nam ciszę podczas ruszania i dodatkowo odwdzięczy się minimalnie mniejszym zapotrzebowaniem na prąd. Czy warto w takim razie dopłacać do takiego sterownika ? moim zdaniem zdecydowanie warto a z połączeniem sobie poradzimy zyskując idealną ciszę. Oto diagram jak należy podłączać sterownik sinusoidalny aby się nie zakręcić i zrobić to jak najszybciej.

Jeśli to nam nie rozwiąże problemu pozostaje klasyczne żonglowanie kabelkami aż do uzyskania pożądanego efektu poniżej rozpiska aby ułatwić sobie życie.

Sterownik                           Silnik

————————————————————————————–
Żółty                                    Żółty
Zielony                                Zielony
Niebieski                            Niebieski
————————————————————————————–
Żółty                                   Zielony
Zielony                                Żółty
Niebieski                            Niebieski
————————————————————————————–
Żółty                                    Zielony
Zielony                                Niebieski
Niebieski                            Żółty
————————————————————————————–
Żółty                                    Żółty
Zielony                                Niebieski
Niebieski                            Zielony
————————————————————————————–
Żółty                                    Niebieski
Zielony                                Zielony
Niebieski                             Żółty
————————————————————————————–
Żółty                                   Niebieski
Zielony                                Żółty
Niebieski                            Zielony
————————————————————————————–
Niebieski                            Niebieski
Zielony                                Żółty
Żółty                                    Zielony
————————————————————————————–

Zielony                               Niebieski
Niebieski                            Żółty
Żółty                                   Zielony
————————————————————————————–
Zielony                                Niebieski
Żółty                                    Żółty
Niebieski                            Zielony
————————————————————————————–

Ponieważ osobiście używam sterownika sinusoidalnego miałem okazję po dłuższym czasie jazdy z powodu awarii sterownika powrót na czas reklamacji do sterownika kwadratowego. Różnica jest kolosalna zwłaszcza jak ktoś doświadczył jazdy na sinusie. Osobiście sterownik kwadratowy posiadam i traktuję jako sterownik awaryjny zwłaszcza że ich podłączenie jest banalnie proste z uwagi na możliwość samo nauki sterownika ( i faz i hall).

Zabezpieczenie sterownika. Sterownikowi może się stać krzywda gdy zrobi się gdzieś zwarcie zwłaszcza na zasilaniu sterownika (duży prąd + temperatura), lub gdy temperatura samego sterownika przekroczy dopuszczalną temperaturę. Jak to zabezpieczyć ? przed zwarciami uchronią nas dobrze dobrane kable w osłonie silikonowej a sterownik musimy zabezpieczyć sobie sami. Kupujemy zwykły termistor rozwierny i podłączamy szeregowo ze stacyjką w sterowniku blokowym. Efekt po przekroczeniu temperatury będzie taki jakbyśmy wyłączyli stacyjkę. Dobrze jak w takim razie zabezpieczyć sterownik sinusoidalny który nie ma przecież stacyjki a sterownik włączamy przyciskami od obsługi wyświetlacza LCD. Otóż jest i na sposób, rozcinamy niebieski przewód idący do wyświetlacza i tu montujemy wyłącznik termiczny. Efekt po przekroczeniu granicznej stemperatury wyłącznika termicznego będzie taki że odłączy nam silnik pozostawiając wyświetlacz LCD włączony co da nam informację że akumulator jest naładowany a jedynie zadziałało zabezpieczenie termiczne.

Pozostaje jeszcze kwestia zasilania sterownika i silnika a dokładnie chodzi o kable które trzeba dobrać do mocy pobieranej przez sterownik zwłaszcza że przewody pracują w wysokiej temperaturze tak w sterowniku jak i silniku.  Ja używam kabi AWG ponieważ jest to przewód silikonowy wytrzymujący wysokie temperatury, jest bardzo elastyczny (składa się z 400 żył każda o średnicy 0,08mm). Obciążenie prądowe dobieramy sobie z poniższej tabelki:

Jaki silnik aby był tani i mocny.

Silnik – wybór padł na silnik BIONX 3 generacji z większą liczbą cewek i w niższej masie niż starsze generacje silników bionx.
Elektronikę oryginalną należy odlutować. Fazy wyprowadzamy na zewnątrz i wyprowadzenia z czujników halla. Ja dodatkowo zamontowałem czujnik temperatury silnika.
Test czujników halla:

Przygotuj:
– woltomierz (multimetr)
– Źródło zasilania około 5V (np naładowany akumulatorek 18650, 3-4xAA, 3-4xAAA, stary zasilacz od telefonu, tabletu itp)

Podłącz plus do czerwonego przewodu, minus do czarnego przewodu
Dokonaj pomiaru napięcia między czerwonym przewodem PLUS oraz każdym z kolorowych przewodów sygnałowych czujnika – niebieskim, żółtym, zielonym.
Podczas pomiaru BARDZO POWOLI ręką obracaj silnikiem obserwując wskazanie woltomierza (multimetru)
W prawidłowo działającym czujniku napięcie powinno skakać z około 4V <-> 0V skokowo.
Prawidłowe zachowanie czujnika – napięcie skacze między 4V <-> 0.05V (5mV).

Czy wszystkie czujniki działają podobnie i zgodnie z powyższym opisem?

NIE – nie działają tak, jak opisano powyżej
– nie ma w ogóle napięcia 4V
– napiecie nie spada do 0V, tylko do np 3V
– tylko 1 lub 2 czujniki działają, jeden nie działa tak jak te pozostałe

Przykładowe nieprawidłowe działanie czujnika – napięcie nie spada do 0

Diagnoza: Najprawdopodobniej uszkodzony jest czujnik. Należy go wymienić. Operacja nie jest trudna.
Kup 3 czujniki jednego z podanych typów: A3144, SS40, SS41. Najlepiej wymienić wszystkie naraz, nawet jeśli awarii uległ 1.
Profilaktyka:
Awaria czujników występuje zazwyczaj z 3 powodów.
– Przegrzanie silnika – powyżej temperatury 150st czujniki ulegają uszkodzeniu.
– Uszkodzenie przewodu zasilającego czujnik i zwarcie się go z innym, np zasilającym silnik.
– Zalanie silnika, korozja, grzyb

Silnik bionx 3 generacji od środka:

 

 

 

 

 

 

 

 

Wady i zalety tej generacji bionxa:

Fajny mocny silnik spokojnie wytrzymuje moc 1500W więc można fajnie pojeździć na samej manetce. Z uwagi na bardzo gęste magnesy mocno rusza z miejsca. Praktycznie bezawaryjny silnik z możliwością zamocowania tarczy hamulcowej. Bardzo lekki.

Wady .. no niestety w porównaniu do innych silników jest głośny.

Pierwsza generacja silników bionx

Te silniki wytrzymują najwięcej mocy spokojnie około 2000w. Silnik jest niestety bardzo ciężki najcięższy z całej grupy bionx. Bardzo ładnie się zbiera w porównaniu z 3 generacją jest nieco wolniejszy. Ma możliwość zamocowania tarczy ale główną zaletą jest to że jest praktycznie niesłyszalny w połączeniu ze sterownikiem zwłaszcza sinusoidalnym. Ze zwykłym sterownikiem słychać przełączanie faz. Ma mniej magnesów a uzwojenia grubsze od wewnątrz wygląda tak:

 

 

 

 

 

 

Bionx 2 rozbiórka

Miałem wiele pytań odnośnie silnika polecam 1 i drugą generację Bionxa to naprawdę super silniki a cena śmieszna. Polecam przede wszystkim silniki których nikt nie otwierał. Przeróbkę zrobimy sami.

Zaczynamy od skompletowania 3 śrub z nakrętkami i ściągacz (fatalnym pomysłem są jakiekolwiek próby otwierania młotkiem lub innymi sposobami udarowymi.

Śruby dookoła zakładamy tak:

 

 

 

 

 

Jak widać rozkręcanie śrub bez problemu powoduje otwieranie obudowy bionxa. Kręcimy równo wszystkie śruby aby szczelina była mniej więcej równa aż do momentu jak silnik się rozpołowi. Jak widać dalej ciężko rozpołowić silnik ponieważ uniemożliwiają nam to bardzo mocne magnesy neodymowe. zakładamy więc ściągacz i rozpoławiamy całkowicie bionxa. Zapytacie dlaczego nie od razu ściągaczem ? Siły są tak duże że taki ściągacz z marketu nie da rady pęknie albo się pokrzywi ale jak ktoś ma profesjonalny ściągacz to można od razu zakładać ściągacz.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Proponuję od razu wymienić łożyska zwłaszcza jak kupujemy używany silnik. Nigdy nie wiadomo ile ten silnik już przejechał jak był eksploatowany a po demontażu przechowywany (woda, wilgoć). Koszt łożysk są os 2 zł ale proponuję kupić łożyska SKF cena około 12 zł z uszczelnieniem przeciw kurzowym metalowym (wysoka temperatura w środku silnika zwłaszcza jak będziemy wykorzystywać wszystkie jego możliwości. Na zdjęciu widać stare łożysko i nowe już zamontowane. Montaż łożysk jest prosty ponieważ wcale nie są mocno wprasowane i spokojnie młoteczkiem wprasujemy nowe (montujemy wykorzystując stare łożysko jako idealną praskę dla nowego).

 

 

 

 

I widok hali z bliska jeszcze z oryginalną elektroniką bionxa.

 

 

 

 

 

Wyprowadzenia obudowy hallotronu – patrząc od frontu na szerszą część, widzimy kolejne wyprowadzenia od lewej:

 

 

 

1 – wyjście (1/0)

2 – masa (GND)

3 – zasilanie (+5V)

Montujemy „naszą zawartość” do środka silnika czyli po prostu łączymy hale i wyprowadzenia fazowe silnika

 

 

 

 

 

 

 

 

Jak widać ja zabezpieczyłem wszystkie kable czerwonym silikonem odpornym na wysokie temperatury. Dlaczego ? ponieważ 90% awarii wynika z dostania się wody lub wilgoci do silnika dodatkowo kable są chronione od wysokiej temperatury.

I pozostało ładnie pomalować silnik u mnie czarny mat:

 

 

 

 

Teraz wystarczy zapleść koło i tu rodzi się mały kłopot ponieważ uszy do szprych są ustawione nieregularnie nie ma możliwości zapleść tego silnika w szprychy o jednakowej długości (można tak zrobić ale należy inaczej złożyć silnik niż fabrycznie czyli otwory w uszach na szprychy muszą być naprzeciw siebie). Fabrycznie silnik złożony jest tak że uszy są przesunięte pomiędzy sobą. Powoduje to mocniejszy zaplot i tak proponuję go złożyć zwłaszcza że z zakupem szprych nie ma najmniejszego problemu. Ja zaplatam w koła 26 cali 36 szprych więc zamówiłem sobie 18 szprych o długości 173 mm  i drugą osiemnastkę o długości 168 mm .Zaplatamy 2 długie i 2 krótkie szprychy u mnie w obręcz Dartmoor. Wygląda to tak:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Jak widać ja zmieniam wtyczki po swojemu. RS232 to są hale + czujnik temperatury + wyłącznik termiczny. Tym sposobem mam tylko dwa kable i dwie wtyczki. Tak samo przerabiam po stronie kontrolera.

Budowa skrzynki na akumulator.

Jako że wszystko lubię budować sam postanowiłem zrobić skrzynkę na akumulator zwłaszcza że gotowe trochę kosztują a materiały do budowy pochłonęły w moim przypadki ok 40 zł. Zaczynamy od zrobienia dokładnych wymiarów skrzynki starając się wykorzystać całą dostępną powierzchnię którą wykorzystamy na akumulator a jak wiadomo jaki by nie był zawsze będzie za mały :-). Jak mamy już wymiary wycinamy całą skrzynkę ze styropianu pamiętając że całość ma mieć ok 3mm mniejsza tyle zajmą nam ścianki. Jak mamy gotowy wzór skrzynki roztapiamy wosk i oblewamy nim styropian dzięki temu łatwiej po skończonej pacy będzie nam oddzielić styropian od obudowy. Teraz całość obkładamy matami szklanymi i nasączamy żywicą, nie przejmujemy się niedoskonałościami je w fazie końcowej po prostu zeszlifujemy. Wygląda to tak:

 

 

 

 

 

 

Zamknięcie obudowy robimy dokładnie tak samo. Niedoskonałości szlifujemy papierem ściernym do momentu aż będą gładkie ścianki i ładne kąty. Całość można obleić karbonem, mi osobiście się nie chciało bawić i całość pomalowałem spreyem.

Całość wygląda tak:

 

 

 

 

 

Po dodaniu białych błotników obudowę przemalowałem na kolor w formie marmuru i teraz wygląda tak:

 

 

 

 

 

 

 

Skrzynka z dwoma ogniwami obok siebie

Druga zbudowana skrzynka będzie posiadała dwa ogniwa obok siebie co spowoduje że skrzynka będzie o wiele zgrabniejsza i mniejsza lecz niestety grubsza i nie do każdej ramy taki układ akumulatorów będzie można zastosować.

Zaczynamy:

Potrzebne materiały do zgromadzenia to 3 litry żywicy poliestrowej + mata ilość uzależniona od wielkości skrzynki i trzeba przyjąć około 5 warstw jedna na drugiej maty są bardzo tanie więc lepiej wziąć więcej niż później domawiać jak braknie zresztą zawsze z uwagi na to że nie ma możliwości zrobić jej idealnie część zostanie w końcowym etapie zeszlifowana. Zaczynamy od wymierzenia miejsca w ramie gdzie najlepiej wykorzystać jak największą przestrzeń do zabudowy – miejsca w skrzynce nigdy za wiele. Potem wycinamy formę na którą będziemy nakładać żywicę, ja formę wykonałem ze styropianu, następnie całość dokładnie malujemy roztopionym woskiem ja wykorzystałem zwykłą świeczkę. Wosk ładnie wyrówna nam nierówności na styropianie i spowoduje że żywica się do styropianu nie przyklei UWAGA nie może zostać żadne miejsce styropianu bez wosku żywica roztapia styropian i cała robota poszłaby na marne.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nakładamy matę i nasączamy żywicą cały sekret tkwi w tym aby dawać jak najwięcej maty a jak najmniej żywicy ale nie można zostawiać bąbli z powietrzem i nie nasączonej maty. Dzięki temu skrzynka będzie lekka i bardzo wytrzymała mechanicznie:

 

 

 

 

 

 

 

Teraz przeciąłem skrzynkę w miejscu gdzie będzie się otwierać i mamy ładną skrzynkę i zamknięcie do niej.

 

 

 

 

 

 

 

Bierzemy się za szlifowanie, można to zrobić na dwa sposoby zgrubnie zeszlifować i nakleić folię np. Karbonową lub bardzo dokładne wyszlifować i pomalować sprayem. Ja wybrałem tą trudniejszą metodę szlifowanie na gładko. Polecam szlifować na mokro aby nie wdychać zeszlifowanego materiału. Godzinka szlifowania i mamy skrzynkę do gotową do malowania. Polecam przed malowaniem nanieść konieczne otwory i zrobić je przed malowaniem aby później nie porysować sobie lakieru.

To jest pierwsze malowanie jak wyschnie należy przeszlifować papierem ściernym i pomalować powtórnie już finalną warstwę. Zamknięcie skrzynki w moim przypadku będzie na kandachar. Dodatkowo obciąłem zapięcie aby było krótsze i przypadkiem się nie odpięło a dzięki temu całość będzie lżejsza. Pośrodku obudowy i klapy będzie uszczelka w kształcie litery H. Kandachar bardzo ładnie będzie dociągał dwie połowy obudowy dzięki temu nasza skrzyneczka będzie odporna na deszcz. Finalna wersja:

 

 

 

 

 

BMS Aktywny

I nastąpiła rewolucja w BMS-ach zakupiłem aktywny i jestem już po testach i pierwszych jazdach. Powiem tak rewelacja. Jedyny minus to cena odstrasza ale powiem tak warto!. Działa on w taki sposób że porównuje napięcia wszystkich cel i wyrównuje napięcia pomiędzy nimi czyli z celi o wyższym napięciu ładuje cele o niższym napięciu i robi to nawet do 6A także podczas jazdy !!!. Nie ma mowy o jakichkolwiek  rozjazdach niezależnie od stopnia naładowania baterii. Tego typu BMS daje nam najwyższą ochronę baterii i dzięki temu że pilnuje napięć na celach cały czas daje nam to możliwość rozładowania go do bezpiecznego poziomu. Oczywiście zabezpiecza akumulator tak przed przeładowaniem jak i przed nadmiernym rozładowaniem i te progi możemy dowolnie regulować. Jak przystało na nowość posiada wbudowany moduł Bluetooth (tylko android) gdzie z poziomu telefonu możemy monitorować napięcia na każdej z cel a także całościowe napięcie baterii. posiada on możliwość odcięcia zasilania do silnika przez bluetooth jako zabezpieczenie przeciw kradzieży roweru. Z uwagi że w porównaniu z popularnymi BMS-ami jest dość duży zabudowany został w bocznej ściance obudowy baterii. Dodatkowo ma on zamontowany mały wyświetlacz LCD pokazujący ustawione progi minimalnego i maksymalnego napięcia na celach a także pokazuje dokładnie które cele w danym czasie są wyrównywane jeśli zachodzi taki proces. U mnie dodatkowo zamontowany jest zewnętrzny wyświetlacz monitorujący wszystkie cele z brzęczykiem informującym o całkowicie wyładowanej baterii. W końcu nie cały czas podczas jazdy patrzę na wyświetlacz…..

Zamontowany BMS wygląda tak:

 

 

 

 

 

 

 

Oto dlaczego warto kupić BMS z możliwością ustawienia progów ładownia indywidualnie:

  • Ciągłe przekraczanie maksymalnego napięcia o 0.1 V, czyli 4.3 V (dla 18650 maksymalne napięcie to 4.2 V), skutkuje zmniejszeniem liczby cykli ładowania o połowę ! Zaletą (jeżeli można tak powiedzieć) jest 110% nominalnej pojemności ogniwa
  • Każde ładowanie ogniwa zakończone z napięciem o 0.1 V niższym, niż zalecane, wydłuża dwukrotnie ilość cyki ładowania. Przy czym test był też robiony z napięciem poniżej 4 V !

Dla zobrazowania sprawy przedstawiam tabelkę. Dla kompletnego ułatwienia Wam czytelności  przyjmijmy że testowe ogniwo 18650 ma idealnie 500 cykli żywotności, a jego pojemność to 3000 mAh. Wartości podane w tabeli są wartościami maksymalnymi jakie udało się uzyskać, zależnie od marki akumulatora, a nawet sztuki tego samego ogniwa, mogą być one kompletnie inne !

Napięcie (V) Ilość cykli rozładowania Pojemność po pełnym naładowaniu (mAh)
4.3 250 3300
4.2 500 3000
4.1 1000 2700
4.0 2000 2100
3.9 4000 1500

You have Successfully Subscribed!